Устройство для контроля перемещения рабочего органа машины Советский патент 1982 года по МПК G07C3/10 

I

Изобретение относится к техническим средствам информационных систем и может быть использовано в автоматизированных системах для измерения перемещения предметов, движущихся в прямом и обратном направлениях.

Известно сигнальное устройство для определения направления вращения, содержащее два триггера Шмидта j входы которых соединены с датчиками оборотов, элементы И, элементы задержки, выходы первого триггера Шмидта подключены к одному из выходов каждого элемента И, выход второго триггера Шмидта соединен с другим входом первого и второго элементов И, а выходы первого и второго элементов И через соответствующие элементы задержки подключены к входам третьего и четвертого элементов. И. В зависимости от направления вращения вала, например механизма перемещения предметов, на одном из двух выходов устройства появляются импульсы, которые могут быть использованы для и&мерёния перемещения предмета как в прямом, так и в обратном направлении его движения in .

Недостатком известного устройства, является его низкая надежность, так как при отказе одного из датчиков оборотов (импульсов) нарушается нормальное функционирование устройства в целом.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля перемещения рабочего органа мащйны, которое содержит два датчика импульса, два одновибратора, два элемента И, блок счета импульсов индикатор отказа, выходы первого и вто15рого датчиков импульсов соединены соответственно с входамипервого и второго одновибраторов, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов. И, два элемента задержки,

20 два элемеита ИЛИ-НЕ и элемент ИЛИ, первый вход йотсрого соединен с выходом первого одновибратора, с входом первого элемента задержки и с первым 36 входом первого элек.ента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом индикатора отка за, второй вход которого соединен с выходсм второго элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, второй вход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с вы ходом второго оДновибратора, с вторым входом элемента ИЛИ и с входом второг элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, выход элемента ИЛИ соединен с входом блока счета импульсов, Устройство с учетом направления вращения работает следующтгм образом. При вращении вала на выходах датчиков образуются последовательности им пульсов, сдвинутые по фазе, например, на четверть периода следования шппульсов. Пусть при прямом направлении вращения последовательность импульсов второго датчика опережает по фазе последовательность импульсов первого датчика. В этом случае на выходе второго эле мента ИЛИ-НЕ, а следовательно, на втором входе первого элемента И присутствует йуль в течение всего интервала времени t , заключенного между передним фронтом опережающего импульса вто рого ОДновибратора и задним фронтом запаздывающего импульса первого одновибратора. В результате первый элемент И в этом интервале оказывается закрытым по второму входу и импульс первого ОДновибратора, поступающий на первый вход этого элемента, на выходе последнего не выделяется. Однако иа выходе первого элемента ИЛИ-НЕ, а следовательно, на втором. входе второго элемента И нуль присутствует в интервале укороченном на время раввремениное длительности задержки tj, вторым элементом задержки переднего фронта импульса второго одновибратора. В результате второй элемент И оказывается открытым на время tj и, так как на первом входе этого элемента присутствует импульс второго ОДновибратора на выходе последнего выделяется импульс длительностью t . Появление импульса на выходе второго элемента И сигнализи рует о факте перемещения предмета в прямом направлении. При обратном направлении вращения, когда последовательность импульсов вто 98 рого датчика 2 уже является запаздывающей по фазе относительно последовательности импульсов первого 1, элементы И меняются ролями: импульсы, сигнализирующие о факте перемещения предмета в обратном направлении, вы- деляются на выходе первого элемента И, а на выходе второго элемента И импульсы отсутствуют 2. Недостатком устройства является его низкая надежность, так как при отказе, одного из датчиков нарущается нормальгное функционирование устройства в целом, потому -что на выходе одного из элементов И импульсы возникают постоянно, независимо от направления вращения вала двигателя. Этот недостаток при использовании устройства для измерения пути перемещения предметов, движущихся в прямом и обратном направлениях, может явиться причиной аварийной ситуации на прокатном стане, приводящей к поломке к простою оборудования. Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет. резерБИро вания датчиков импульсов. Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля перемещения рабочего органа мащины, содержащее первый и второй датчики, выходы которых через первый и второй одновибрато- ры соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, первый элемент ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока счетчиков и блок индикации отказов, введены одновйбраторы, триггеры памяти, элементы И, элементы ИЛИ и третий датчик, выход которого через третий одновибратор соединен с первыми входами третьего элемента И и первого триггера памяти, выход которого подключен, к первым вхо- дам четвертого, пятого и щестого элементов И, выход последнего соединен с первым входом блока индикации отказов, выход первого датчика через четвертый одновибратор подключен к первым входам седьмого и восьмого элементов И, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока индикации отказов и с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу блока счетчиков, выход первого одновибратора соединен с вторым входом четвертого эпемента И и с первым входом второго триггера памяти, выход которого подключен к вторым входам второго, третьего и шестого элементов И, выход второго одновибратора соединен с вторым входом пятого элемента И и с первыми входами девятого элемента И и третьего триггер памяти, выход которого подключен к вторым входам первого и девятого элеме тов И и к третьему входу шестого элемента И, выход второго датчика через пятый одновибратор соединен с первыми входами десятого и одиннадцатого элементов И, выход третьего датчика через шестой одновибратор подключен к первым входам двенадцатого и тринадцатого элементов И, выходы одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элементов И соединены с входами первого элемента ИЛИ и соответственно с четвертым, пятым и шестым входами блока индикации отказа, седьмой вход которого подключен к выходу десятого элемента И и к третьему входу второго элемента ИЛИ, выходы второго, третьего, девятого, первого, четвертого и пятого элементов И соединены с первыми входами соответственно четвертого пятого, шестого, седьмого, военного и девятого триггеров памяти, выходы кото рых подключены к вторым входам соответственно одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого, седьмого, восьмого и деся того элементов И, выходы первого и вто рого элементов ИЛИ через третий эле мент ИЛИ соединены с входами седьмог одновибратора-, выход которого подключе к вторым входам всех триггеров памяти Таким образом, введение в устройств третьего датчика импульсов и других но вых элементов и связей, перечисленных выше, позволяет повысить надежность устройства по сравнению с известным устройством, так как при отказе одного из датчиков сохраняется работоспособность устройства и выявляется отказавший датчик, который либо заменяется на исправленный, либо после ремонта устанавливается на прежнее место. i На чертеже изображена блок-схема устройства. Устройство содержит первый, второй и третий датчики 1-3, первый одновибратор 4, четвертый одновибратор 5, второй одновибратор 6, пятый одновиб ратор 7, третий одновибратор 8, шестой одновибратор 9, второй , третий и первы триггеры 1О - 12 памяти, второй третий, девятый, первый, четвертый и пяты элементы И. 13 - 18, четвертый, пятый шестой, седьмой, восьмой и девятый три геры 19 - 24, памяти, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, шестой, седьгмой, восьмой и десятый элементы И 25 31 первый, второй и третий элементы ИЛИ 32 - 34, седьмой одновибратор 35, блок 36 счетчиков, блок 37 индикации отказа. Устройство работает следующим образом. При вращении вала двигателя на выходах всех датчиков 1-3 образуются последовательности импульсов, передние (задние) фронты которых сдвинуты по фазе относительно друг друга. Первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой одновибраторы 4, 6, 8 и 5, 7, 9 формируют минимальной длительности импульсы соответственно Пе- . редний ронт и Задний фонт. При прямом направлении вращения порядок следования импульсов указанных одновибраторов 4, 6, 8, 5, 7 и 9 может быть представлен рядом следутоших символов: 1П, 2П, ЗП, 13, 33... или рядом ЗП, 2П, 1П, 33, 23, 13 .... при обратном направлении вращения, где цифрами обозначены порядковые номера датчиков, а буквами П и 3, сокращенные наименования слов соответственно П редний фронт и Задний фронт. Импульсы Передний фронт (1П, 2П, ЗП) переводят первый, второй и третий триггеры 1О-12 памяти из начального устойчивого состояния в другое устойчивое состояние, что открывает второй, третий, девятый, первый, четвертый и пятый элэленты И 13-18. На выходах элементов И 13-15 выделяются импульсы, которые обозначают символами соорветственно 1П2П, 1ПЗП, и 2ПЗП. Эти символы, показывающие порядок следования импульсов, при прямом направлении вращения ххзначают .соответственно выделение импульса 2П на выходе второго элемента И 13, если ему предшествует импульс 1П, импульс ЗП на выходе третьего элемента И 14, если ему предшествует импульс 1П, и импульс ЗП на выходе девятого элемента И 15, если ему прег.шествует импульс 2 П. Однако импульсы, которые обозначают символами 2П1П, ЗП1П и ЗП2П, отвечающие обратному направлению вращения, не выделяются на выходах первого, чет вертого и пятого элементов И 16-1©, так как импульсы 1П и 2П предшествуют имп льсам 2П и ЗП, открывающим указанные элементы И 16-18. Импульсы 2Н и ЗП, выделенные на выходах второго, третьего и. девятого элементов И 13-15 переводят с четвертого по шестой триггеры 19-21 памяти в другое устойчивое состояние, что от- крывает с одиннадцатого по тринадцатый элементы И 25-27. На выходах последних выделяются импульсы, которые обоз начают символами с.оответственно, 1П2П23, 1ПЗПЗЗ, и 2ПЗПЗЗ, оз1шчак шне возможность выделения импульса 23 на вь1ходе одиннадцатого элемента И 25, еслиему предшествуют-импульсы 1П и 2П, импульса 33 на выходе двенадцатого элемента И 26, если ему предшествуют импульсы 1П и ЗП и импульса 33 на выходе тринадцатого элемента И 27, если ему предшествуют импульсь 2П и ЗП. Однако только на одном из выходов этих элементов И 25, И 26 или И 27 возможно выделение соответствующего импульса. Так при исправных датчиках 1-3 (или отказавшем третьем датчике 3) раньше других появляется импульс 23 на выходе одиннадцатого элемента И 25 который через первый и третий элементы ИЛИ 32 и 34 поступает на установочные вторые входы всех триггеров, что приводит к закрытию всех элементов И, в результате чего исключается возможность выделения лишних импульсов на выходах двенадцатого и тринадцатого элементов И 23 vi 27, При отказавшем первом или втором датчике 1(2) импульс 33 появляется на выходе только двенадцатого или тринадцатого элемента И 26 (27), по которому все триггеры переходят в начальное устойчивое состояние. Импульсы с выхода первого элемента ИЛИ 32 поступают также на первый вход блока 36, счетчиков, что позволяет путем счета импульсов выполнить, напри мер, измеренке пути перемещения предмета, движущего в прямом направлении. При обратном направлении вращения аналог ично предыдущему случаю толь ко на. одном из выходов седьмого, восьмого и .десятого элементов И 29-31 возможно выделение импульса (13 или 23), соответствующего символам 2П1П1 ЗП1П23 и ЗП2П23. Следует заметить, что сигналы, появ ляющиеся на выходах элементов И 25-2 и И 29-31 позволяют при отсутствии сигнала Единица на выходе шестого элемента И 28 выявить отказавший дат чик, так как появление сигналов на выходах одиннадцатого и седьмого элементов И 25 и 29 указывает на отказ третьего датчика 3, ибо в символах 1П2П23 и 2П1П13 отсутствует имфра три, на выходах двенадцатого и восьмого элементов И 26 и ЗО указывает на отказ второго датчжа 2, ибо в символах 1ПЗПЗЗ и ЗП1П13 отсутствует икфра два, а также на выходах тринадцатого и десятого элементов И 27 и 31 указывает На отказ первого датчика 1, ибо в символах 2ПЗПЗЗ и ЗП2П23 отсутствует цифра один. Основным технико-экономическим преимуществом при реализации устройства по сравнению с известными является уменьшение простоев оборудования ло вине автоматики вследствие повышения надежности устройства. Ф о рмула изобретения Устройство для контроля перемещения рабочего органа машины, содержащее первый и второй датчики, выходы которых через первый и второй одновибраторы соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, первый элемент ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока счетчиков, и блок индикации отказов, о т лич.ающееся тем, что; с целью повышения надежности устройства, в него введены одновибраторы, триггеры памяти, элементы И, элементы ИЛИ и третий датчик, выход которого через третий од- новибратор соединен с первыми входами третьего элемента И и первого триггера памяти, выход которого подключен к первым входам четвертого, пятого и шестого элементов И, выход последнего соединен с первым входом блока индикации отказов, выход первого датчика через четвертый одновибратор подключен к первым входам седьмого и восьмого элеметов И, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока индикации отказов и с первым и вторыМ; входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу блока счет чиков, выход первого одновибратора соединен с вторым входом четвертого элеме та И и с первым входом второго триггера памяти, выход : которого пошшючен к вторым входам второго, третьего и шестого элементов И, выход второго одновибр1атора соединен с вторым входом