RU1781673C - Устройство позиционировани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике управлени  механизмами производственного транспорта. Цель изобретени  - повышение точности путем повышени  помехозащищенности . Устройство содержит последова- тельно соединенные блок задани , сумматор, цифроаналоговый преобразователь , нелинейный преобразователь, аналоговую двухконтурную систему управлени  скоростью привода, подвижный объект, последовательно соединенные импульсный датчик перемещени  и формирователь, а также реверсивный счетчик и два индикатора . Новым в системе  вл етс  то, что в нее дополнительно введены путевой датчик, орган управлени , два компаратора, элемент И, триггер, ключ и одновибратор, позвол ющие измен ть структуру системы регулировани  в процессе перемещени  подвижного объекта. 2 ил. сл с

Description

Изобретение относитс  к области управлени  механизмами производственного транспорта, а именно: кранами, тележками, каретками, рольгангами и др.

Известно устройство дл  автоматической остановки транспортного средства в заданном месте, содержащее подвижный объект (транспортное средство), путевые датчики, систему управлени , содержащую двигатель, тиристорный преобразователь, тахогенератор, регул тор скорости (блок регулировани  режимов) и блок задани  (задающий командоконтроллер). Точность позиционировани  этого устройства ограничена по диум основным причинам. Во- первых, низкь  точность позиционировани  вызываетс  применением в качестве путевых датчиков тензометрических элементов, имеющих большой разброс параметров, во вторых, точность позиционировани  зависит от симметричности расположени  груза на транспортном средстве, т.к. смещение центра т жести груза непосредственно вызывает ошибку позиционировани .

Известны также устройства дл  позиционных остановок тележек, содержащие подвижный объект (тележку), датчик импульсов, счетчики, блок задани  (источник сигнала), устройства индикации. Точность позиционировани  этих устройств недостаточна: во-первых, она ограничена недостаточной чувствительностью магнитных шунтов; во-вторых, в этих устройствах не осуществл етс  регулирование по поло со

о

-ч|

со

жению тележки при срабатывании датчика, взаимодействующего с магнитными шунтами; в-третьих, осуществл етс  не плавное оптимальное снижение скорости на участке торможени , а ступенчатое снижение скорости с нерегулируемым выбегом, происход щим на последнем технологическом участке.

Известна также цифрова  система автоматического управлени , содержаща  блок задани  (задающее устройство), сумматор, цифроаналоговый преобразователь(преобразователь код-напр жение), тиристорный преобразователь (усилитель), двигатель, импульсный датчик перемещени  (датчик обратной св зи) и логические элементы, Точность позиционировани  в такой системе ограничена по следующим причинам: во- первых, в св зи с отсутствием системы управлени  скоростью подвижного объекта, затруднительно обеспечение четкого позиционировани  при измен ющейс  нагрузке двигател  (измен ющемс  весе груза) в ходе технологического процесса; во-вторых, зачастую при обоснованно выбранном количестве разр дов блока задани  и сумматора вынужденно ограничиваетс  вес каждого разр да из-за больших перемещений подвижного объекта, что снижает точность позиционировани .

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой системе  вл етс  позиционна  система с импульсным датчиком перемещени , содержаща  блок задани , сумматор, цифроаналоговый преобразователь , нелинейный преобразователь, аналоговую двухконтурную систему управлени  скоростью привода, подвижный объект (механизм ), импульсный датчик перемещени , формирователь, реверсивный счетчик и два индикатора. Точность позиционировани  в такой системе снижена из-за недостаточной помехозащищенности, св занной с возникающими при перемещении подвижного объекта юзом и буксованием колеса, на валу которого установлен импульсный датчик перемещени . При юзе и буксовании колеса нарушаетс  соответствие между числом импульсов , вырабатываемых импульсным датчиком перемещени , и истинным перемещением подвижного объекта. Этот недостаток системы сказываетс  на точности позиционировани  особенно при больших перемещени х подвижного объекта.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности позиционировани  путем повышени  помехозащищенности системы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство позиционировани , содержащее последовательно соединенные цифровые блок задани  и сумматор, цифроанэло- говый преобразователь, нелинейный преобразователь , аналоговую двухконтурную систему управлени  скоростью привода

(АДСУСП), подвижный объект, импульсный датчик перемещени , формирователь импульсов , а также реверсивный счетчик, вы- ход которого подключен ко второму входу цифрового сумматора, и два индикатора, до0 полнительно снабжено путевым датчиком, органом управлени , двум  компараторами, логическим элементом И, триггером, ключом и одновибратором, причем путевой датчик установлен перед осью позиционировани  на

5 минимальном рассто нии (это рассто ние в дальнейшем именуетс  зоной позиционировани ), достаточном дл  остановки подвижного объекта, на котором установлен орган управлени , вход первого компаратора под0 ключей к выходу цифрового сумматора, вход второго компаратора подключен к выходу АДСУСП, выходы компараторов подключены ко входам логического элемента И, входы триггера подключены к выходам логическо5 го элемента И и путевого датчика, выход триггера подключен к управл ющему входу ключа, включенного между выходом формировател  импульсов и входом реверсивного счетчика, вход одновибратора подключен к

0 выходу логического элемента И, а выход одновибратора подключен ко входам сброс реверсивного счетчика и цифрового блока задани .

Наличие в за вл емом устройстве путе5 вого датчика и органа управлени , позвол ющих определ ть момент входа подвижного объекта в зону позиционировани , двух компараторов и логического элемента И, позвол ющих определить момент

0 достижени  подвижным объектом оси позиционировани , при отсутствии рассогласовани  между заданием на перемещение и истинным перемещением подвижного объ екта, а также момент снижени  скорости

5 подвижного объекта до нул , триггера и ключа, позвол ющих подключать либо от ключать обратную св зь по положению,   также одновибратора, позвол ющего вое станавливать нулевые значени  реверсив

0 ного счетчика и блока задани , считаем существенными отличи ми за вл емого устройства .

Изменение структуры устройства позиционировани , заключающеес  в подключе5 нии обратной св зи по положению в момент входа подвижного объекта в зону позиционировани  и отключении обратной св зи по положению с одновременным восстановлением нулевых значений реверсивного счетчика и блока задани  в момент достижени 

подвижным объектом оси позиционировани  при отсутствии рассогласовани  между заданием на перемещение и истинным перемещением подвижного объекта, позвол ет повысить точность позиционировани  путем повышени  помехозащищенности устройства , Повышение помехозащищенности устройства достигаетс  за счет исключени  вли ни  на качество регулировани  юза и буксовани  колеса, на валу ко- торого установлен импульсный датчик перемещени , при перемещении подвижного объекта вне зоны позиционировани .

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема рас- положени  некоторых элементов устройства.

Устройство позиционировани  содержит последовательно соединенные цифровой блок 1 задани , цифровой сумматор 2, цифроаналоговый преобразователь 3, нелинейный преобразователь 4, аналоговую двухконтурную систему 5 управлени  скоростью привода (АДСУСП), подвижный объект б, импульсный датчик 7 перемещени , формирователь 8 импульсов, ключ 9 и реверсивный счетчик 10, выход которого подключен ко второму входу цифрового сумматора 2, а также к индикатору 11, и индикатор 12, подключенный к выходу бло- ка 1 задани . Кроме того, устройство содержит путевой датчик 13, определ ющий начало зоны позиционировани  подвижного объекта 6, на котором установлен орган 14 управлени , компаратор 15, вход которо- го подключен к выходу цифрового сумматора 2, компаратор 16, вход которого подключен к выходу АДСУСП 5, логический элемент И 17, входы которого подключены к выходам компараторов 15 и 16, триггер 18, входы которого подключены к выходам логического элемента И 17 и путевого датчика 13, а выход - к управл ющему входу ключа 9, и одновибратор 19, вход которого подключен к выходу логического элемента И 17, а выход - ко входам Сброс реверсивного счетчика 10 и цифрового блока 1 задани .

Устройство работает следующим образом ,

В исходном состо нии на выходе циф- рового блока 1 задани  сигнал равен нулю. Соответственно равны нулю выходные сигналы цифрового сумматора 2, цифроанало- гового преобразовател  3 нелинейного преобразовател  4, АДСУСП 5; подвижный объект 6 находитс  в состо нии поко , не вырабатываютс  выходные сигналы импульсного датчика 7 перемещени  и формировател  8 импульсов, ключ 9 заперт, равен нулю выходной сигнал реверсивного счетчика 10, на индикаторах 11 и 12 индицируютс , нули, на путевой датчик 13 орган 14 управлени  вли ни  не оказывает, на выходах компараторов 15, 16 и логического элемента И 17 - сигнал логической 1, триггер 18 находитс  в состо нии, обеспечивающем закрытое состо ние ключа 9, на выходе од- новибратора 19 сигнал равен нулю.

Сигнал задани  на перемещение и позиционную остановку подвижного объекта 6 представл ет собой число в пр мом параллельном коде, равное сумме выходных импульсов , вырабатываемых импульсным датчиком 7 перемещени  при перемещении подвижного объекта от начала зоны позиционировани  до оси позиционировани . Этот сигнал вырабатываетс  цифровым блоком 1 задани  и подаетс  на первый вход цифрового сумматора 2. Поскольку на второй вход цифрового сумматора 2 подаетс  выходной сигнал реверсивного счетчика 10, равный в этот момент нулю, на выходе цифрового сумматора 2 вырабатываетс  сигнал, равный сигналу задани . Этот сигнал подаетс  в цифроаналоговый преобразователь 3, где преобразуетс  в аналоговую форму, затем - в нелинейный преобразователь 4, где преобразуетс  в соответствии с выбранным законом регулировани , и в АДСУСП 5, котора  приводит в движение подвижный объект 6 и обеспечивает его перемещение с заданной скоростью. При этом импульсный датчик 7 перемещени  вырабатывает импульсы переменной длины (в зависимости от скорости перемещени  подвижного объекта 6). количество которых пропорционально перемещению подвижного объекта 6. В формирователе 8 импульсов, куда поступают выходные импульсы импульсного датчика 7 перемещени , определ етс  направление Ёращени  импульсного датчика 7 перемещени , т.е. направление перемещени  подвижного объекта 6, и осуществл етс  преобразование этих импульсов в импульсы посто нной длительности , причем длительность выходных импульсов формировател  8 импульсов не превьпиает длительности выходных импульсов импульсного датчика 7 перемещени  при максимальной скорости перемещени  подвижного объекта 6. Однако выходные импульсы формировател  8 импульсов через ключ 9 не проход т, поскольку он по- прежнему заперт, на выходе реверсивного счетчика 10 сигнал no-прежнему равен нулю , на выходе сумматоре 2 сигнал остаетс  равным сигналу задани , чем обеспечиваетс  посто нство задани  скорости перемещени  подвижного объекта 6, Показани  индикатора 11 равны нулю, показани  индикагора 12 равны заданию на перемещение и позиционную остановку подвижного объекта 6. В момент по влени  на выходе цифрового сумматора 2 сигнала отличного от нул  на выходе компаратора 15 вырабатываетс  сигнал логического О, при по влении на выходе АДСУСП 5 сигнала отличного от нул  на выходе компаратора 16 вырабатываетс  сигнал логического О. На выходе логического элемента И 17 также вырабатываетс  сигнал логического О. При этом состо ние триггера 18 не измен етс , чем обеспечиваетс  закрытое состо ние ключа 9; на выходе одновибратора 19 сигнал по- прежнему равен нулю. Таким образом устройство работает в режиме регулировани  скорости привода.

При входе подвижного объекта б в зону позиционировани  орган 14 управлени , сблизившись с путевым датчиком 13, вызывает его срабатывание. На выходе путевого датчика 13 вырабатываетс  сигнал, переключающий триггер 18 в состо ние, при котором ключ 9 открываетс . С этого момента выходные импульсы формировател  8 импульсов через открытый ключ 9 начинают поступать на вход реверсивного счетчика 10. Выходной сигнал реверсивного счетчика 10, вырабатываемый в дополнительном коде , подаетс  на второй вход цифрового сум- матора 2, чем обеспечиваетс  изменение структуры устройства позиционировани  за счет подключени  цепи обратной св зи по положению, состо щей из импульсного датчика 7 перемещени , формировател  8 импульсов, реверсивного счетчика 10 и индикатора 11, устройство начинает работать в режиме регулировани  положени  подвижного объекта 6 в зоне позиционировани . Поскольку выходной сигнал цифрового блока 1 задани  подаетс  на первый цифрового сумматора 2 в пр мом коде, а выходной сигнал реверсивного счетчика 10 подаетс  на второй вход цифрового сумматора 2 в дополнительном коде, на выходе цифрового сумматора 2 вырабатываетс  сигнал рассогласовани  между сигналом здани  на перемещение и сигналом, соответствующим истинному перемещению подвижного объекта б в зоне позиционировани . При дальнейшем перемещении подвижного объекта 6 сигнал на выходе путевого датчика 13 исчезает , т.к. орган 14 управлени , удал  сь, перестает на него воздействовать, однако триггер 18 по-прежнему остаетс  в состо нии , обеспечивающем открытое состо ние ключа 9 В процессе перемещени  подвижного объекта (5 в зоне позиционировани  сигнал рассогласовани  на выходе цифрового сумматора 2 уменьшаетс , АДСУСП 5

осуществл ет торможение подвижного объекта 6 в соответствии с выбранным законом регулировани , При достижении подвижным объектом 6 оси позиционировани  выходной сигнал реверсивного счетчика 10 становитс  эквивалентным сигналу задани  на перемещение и позиционную остановку подвижного объекта б, что было обусловлено выбором величины этого сигнала, На вы0 ходе цифрового сумматора 2 вырабатываетс  сигнал, равный нулю, АДСУСП 5 обеспечивает остановку подвижного объекта 6. При по влении на выходе цифрового сумматора 2 сигнала, равного ну5 лю, срабатывает компаратор 15, и на его выходе вырабатываетс  сигнал логической 1. При по влении на выходе АДСУСП 5 сигнала равного нулю срабатывает компаратор 16, и на его выходе вырабатываетс 

0 сигнал логической 1. При этом на выходе логического элемента И 17 также вырабатываетс  сигнал логической 1, что вызывает, во-первых, переключение триггера 18 в состо ние , при котором вновь обеспечиваетс 

5 запертое состо ние ключа 9, во-вторых, срабатывание одновибратора 19 . Выходной сигнал одновибратора 19, воздейству  на входы Сброс цифрового блока 1 задани  и реверсивного счетчика 10, обнул ет их вы0 ходные сигналы. Тем самым устройство приводитс  в исходное состо ние и готово к очередному перемещению и позиционированию подвижного объекта 6 на следующей оси позиционировани .

5 В качестве примера аппаратной реализации вноЪь вводимых элементов устройства позиционировани  можно назвать следующий перечень функциональных  чеек управлени  производства по ХЭМЗ: компарэторы-ЯФУ0 0029 и ЯФУ-0271, логический элемент И-ЯФУ- 0162, триггер-ЯФУ-0278,ключ-ЯФУ-0151, одновибратор-ЯФУ-0333. Функции формировател  импульсов выполн ет  чейка управлени  ЯФУ-1248. Функции, выполн емые этими

5 элементами, могут быть реализованы также на программируемой вычислительной технике. В качестве путевого датчика и органа управлени  могут быть применены конечный выключатель бесконтактный типа КВД-25 и

0 металлическа  пластина.

Таким образом, устройство позиционировани  при перемещении подвижного объекта вне зоны позиционировани   вл етс  системой регулировани  скорости привода, а

5 при перемещении подвижного объекта в зоне позиционировани  - системой регулировани  положени  подвижного объекта.

Изменени  структуры устройства позиционировани  осуществл ютс  с помощью путевого датчика, органа управлени , двух

компараторов, логического элемента И, триггера, ключа и одновибратора. При юзе и буксовании колеса, на валу которого установлен импульсный датчик перемещени , нарушаетс  соответствие между числом им- пульсов, вырабатываемых импульсным датчиком перемещени , и истинным перемещением подвижного объекта. При юзе вырабатываетс  меньшее число импульсов , при буксовании - большее. Им- пульсный датчик перемещени  как одно из звеньев цепи обратной св зи входит в состав системы регулировани  положени  и не входит в состав системы регулировани  скорости. Поэтому юз и буксование колеса, на валу которого установлен импульсный датчик перемещени , при перемещении подвижного объекта вне зоны позиционировани  не оказывают вли ни  на качество регулировани , т.е. не снижают точность по- зиционировани .

Изменение структуры устройства позиционировани  в процессе перемещени  подвижного объекта, при котором цепь обратной св зи по положению замкнута в зоне позиционировани  и разомкнута вне зоны позиционировани , позвол ет исключить вли ние на качество позиционировани  юза и буксовани  колеса, на валу которого установлен импульсный датчик пе- ремещени , при перемещении подвижного объекта вне зоны позиционировани , т.е. помехозащищенность устройства позиционировани  увеличиваетс  пропорционально отношению величины полного пути перемещени  подвижного объекта и зоны позиционировани .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство позиционировани , содержащее последовательно соединенные цифровые блок задани  и сумматор, цифроаналоговый преобразователь, нелинейный преобразователь, аналоговую двух- контурную систему управлени  скоростью привода и подвижный объект, последова- соединенные импульсный датчик перемещени  и формирователь импульсов, а также реверсивный счетчик, выход которого подключен к второму входу цифрового сумматора , и два индикатора, один из которых подключен к выходу реверсивного счетчика, а другой - к выходу блока задани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности путем повышени  помехозащищенности устройства, оно снабжено путевым датчиком с органом управлени , размещенным на подвижном объекте, двум  компараторами , элементом И, триггером, ключом и одно- вибратором, вход первого компаратора подключен к выходу сумматора, вход второго компаратора - к выходу аналоговой двух- контурной системы управлени  скоростью привода, выходы компараторов подключены к входам элемента И, входы триггера подключены соответственно к выходам элемента И и путевого датчика, выход триггера - к управл ющему входу ключа, включенного между выходом формировател  импульсов и входами реверсивного счетчика, вход одновибратора подключен к выходу элемента И, а выход одновибратора - к входам Сброс реверсивного счетчика и блока задани .

   Ноправление перемещени 

   Зона позициони

   Фиг. 2.