CS219431B1

CS219431B1 - Connection of control circuits of the transport appliance

Info

Publication number: CS219431B1
Application number: CS392681A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Zapotocky; Alexander Kapralek; Zdenek Tlamsa; Jaromir Zeleny; Vladimir Kratky; Miloslav Franc
Original assignee: Jaroslav Zapotocky; Alexander Kapralek; Zdenek Tlamsa; Jaromir Zeleny; Vladimir Kratky; Miloslav Franc
Priority date: 1981-05-27
Filing date: 1981-05-27
Publication date: 1983-03-25

Description

[54) Zapojení řídicích obvodů dopravního zařízení[54) Connection of transport equipment control circuits

Vynález se týká zapojení řídicích obvodů dopravního zařízení, které je vybaveno snímači a prvky pro· převod fyzikálních veličin na číslicovou a diskrétní informaci, které jsou v řídicích obvodech dopravního zařízení zpracovávány a porovnávány se vstupními číslicovými povely tak, aby vykonávaný pohyb dopravního zařízení byl plynulý, velikost rychlosti ustáleného pohybu a velikost zrychlení při rozjezdu a zastavení byla optimální, což při konečných důsledcích vede k přesnému zastavení a stání v cílové poloze.The invention relates to the connection of control circuits of a conveying device, which is equipped with sensors and elements for converting physical quantities into digital and discrete information, which are processed and compared in the control circuits of the conveying device with input digital commands so that the movement of the conveying device is smooth. the steady-state velocity and acceleration-stop acceleration were optimal, resulting in precise stopping and stopping in the final position.

Řídicí obvody dopravního zařízení vycházejí z metod číslicového řízení, které ve velké míře je zatím omezeno n obráběcí stroje, a které přináší nové kvalitativní vlastnosti při řízení objektů jako jsou dopravní zařízení.The control circuits of the conveying equipment are based on numerical control methods, which are largely limited by machine tools and which bring new qualitative properties in the control of objects such as conveying equipment.

Ve výrobních systémech sestavených z pracovních strojů nebo ve skladovacích systémech* ve kterých dopravní zařízení slouží pro vkládání, vykládání a přemísťování předmětů, umístěných obvykle na dopravních nebo jiných paletách, jsou pro řízení dopravních zařízení používána různá zapojení řídicích obvodů.In production systems comprised of working machines or storage systems * in which conveying devices are used for loading, unloading and moving objects usually placed on conveying or other pallets, various control circuit connections are used to control conveying devices.

Hlavní nevýhodou těchto· zařízení je obvykle nutnost lidské obsluhy v pohybujícím se dopravním zařízení, která svou zručností řídí jeho pohyb a zastavení podél regálového skladu. Požadavek na automatizaci vede k vyloučení lidské obsluhy, k nahrazení obsluhy dálkovým řízením nebo v nejlepším případě k řízení dopravního zařízení pomocí počítače. Při použití dopravních zařízení v automatizovaných výrobních systémech, kde je výrobní proces řízen v reálném čase řídicím počítačem nebo skupinou počítačů, a kde úloha člověka je omezena na minimum, jsou kladeny vysoké nároky nejen na funkční vlastnosti a spolehlivost dopravního zařízení včetně řídicího systému, ale i na zajištění dostatečného množství informací o průběhu řešení dopravní úlohy pro řídicí počítač. Dosud známá zapojení řídicích obvodů dopravních zařízení tyto požadavky obtížně splňují, zejména proto, že snímače polohy řešené tradičními prvky, jako jsou koncové spínače a podobně, nemohou poskytnout řídicím obvodům dostatek informací o tom, jakým způsobem se má chovat dopravní zařízení při přechodu z ustáleného pohybu do zpomaleného pohybu s konečným přesným zastavením v cíli.The main disadvantage of these devices is usually the necessity of human attendance in the moving conveying device, which by its skill controls its movement and stopping along the shelf warehouse. The requirement for automation leads to the exclusion of human operators, to the replacement of the operator by remote control, or, at best, to the control of the transport device by means of a computer. When using transport equipment in automated production systems, where the production process is controlled in real time by a control computer or group of computers, and where the human role is minimized, high demands are placed not only on the functional characteristics and reliability of the transport equipment including the control system, to provide a sufficient amount of information on the progress of the transport task solution for the control computer. The known circuits of conveyor devices known to date have difficulty meeting these requirements, particularly since position sensors solved by traditional elements such as limit switches and the like cannot provide controllers with sufficient information about how the conveyor device should behave when moving from steady motion into slow motion with the final precise stop at the finish.

Dojezd dopravního zařízení je obvykle řízen analogovými obvody a řídicí signály pro pohony jsou funkcí času. Předpokladem správného průběhu dojezdu je stálostThe travel of the conveyor is usually controlled by analog circuits and the control signals for the drives are a function of time. Stability is a prerequisite for a proper finish

219 4 3 1 parametrů jak řídicích obvodů, tak i samotného řízeného dopravního zařízení. Nedodržení tohoto požadavku vede k časovým ztrátám. Pro zajištění dostatečné přesnosti zastavení bývá pohyb v blízkosti cíle řízen tzv. mikrorychlostí, jejíž velikost je podstatně menší než rychlost ustáleného pohybu dopravního zařízení.219 4 3 1 parameters of both control circuits and controlled transport equipment itself. Failure to comply with this requirement leads to time loss. To ensure sufficient stopping accuracy, movement in the vicinity of the target is controlled by a so-called micro-velocity, the magnitude of which is substantially smaller than the speed of the steady movement of the transport device.

Důsledkem toho jsou další časové ztráty. Další nedostatek dosud známých zapojení řídicích obvodů dopravních zařízení spočívá v tom, že řídicí obvody poskytují v případě poruchy dopravního zařízení řídicímu počítači pouze základní informaci o poruše, ze které nelze vždy identifikovat příčinu poruchy. Obvykle zdlouhavé hledání příčiny poruchy může potom vést ke zdržení, popřípadě přerušení výrobního procesu.This results in additional time losses. A further drawback of the known circuits of the conveyor devices is the fact that, in the event of a conveyor device failure, the control circuits provide only the basic information about the failure, from which the cause of the failure cannot always be identified. Usually a lengthy search for the cause of the failure can then lead to a delay or interruption of the production process.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení řídicích obvodů dopravního zařízení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že blok zadávání instrukcí je svým prvním vstupem připojen k prvnímu výstupu mikroprogramovatelného řadiče, svým druhým vstupem je připojen k výstupu registru zpětných hlášení, svým třetím vstupem je připojen ke třetímu výstupu mikroprogramevatelného řadiče, svým prvním výstupem je připojen k prvnímu vstupu bloku řízení polohy v rychlostní a polohové vazbě, svým druhým výstupem je připojen k prvnímu vstupu mikroprogramovatelného řadiče a svým třetím výstupem je připojen ke druhému vstupu registru zpětných hlášení, přičemž blok řízení polohy v rychlostní a polohové vazbě je svým druhým vstupem připojen k výstupu bloku snímačů polohy, svým třetím vstupem je připojen ke čtvrtému výstupu mikroprogramovatelného řadiče, svým prvním výstupem, je připojen k prvnímu vstupu dopravního zařízení a svým druhým výstupem je připojen ke třetímu vstupu registru zpětných hlášení, přičemž mikroprogramovatelný řadič je svým druhým vstupem připojen k výstupu registru zpětných hlášení, svým druhým výstupem je připojen k prvnímu vstupu registru zpětných hlášení a svým pátým výstupem je připojen ke druhému vstupu dopravního zařízení, přičemž registr zpětných hlášení je svým čtvrtým vstupem připojen k výstupu dopravního zařízení.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the connection of the control circuits of the conveying device according to the invention, which consists in that the instruction input block is connected by its first input to the first output of the microprogrammable controller, its second input is connected to the feedback register output, its third input is connected to the third the output of the microprogrammable controller, its first output is connected to the first input of the position control block in speed and position coupling, its second output is connected to the first input of the microprogrammable controller, and its third output is connected to the second input of the feedback register, and the positional coupling is connected to the output of the encoder block by its second input, by its third input is connected to the fourth output of the programmable controller, by its first output it is connected to the first input the second programmable controller is connected to the third input of the feedback register, its second output is connected to the first input of the feedback register, and its fifth output is connected to the second input of the conveying device, wherein the feedback register is connected to the conveying device output by its fourth input.

Výhodou zapojení řídicích obvodů dopravního zařízení podle vynálezu je možnost uzavření polohové zpětné vazby, a tím dosažení vysoké přesnosti zastavení v cílové poloze. Polohová zpětná vazba dále umožňuje dosažení časově optimálního průběhu dojezdu, a tím odstranění časových ztrát vznikajících při řízení dojezdu pomocí dosud známých zapojení řídicích obvodů. Další výhodou zapojení podle vynálezu je způsob diagnostiky poruchových stavů dopravního^ zařízení, který toto zapojení umožňuje. Řízení dopravního zařízení lze charakterizovat jako posloupnost kroků, ve kte-κ ’ rých jsou postupně řízeny jednotlivé funkce dopravního zařízení, a která je určena naprogramováním paměti mikroprogramovatelného řadiče. Zpětná hlášení, kterými dopravní zařízení hlásí řídicím obvodům provedení v jednotlivých krocích řízení řízených činností, například signály koncových spínačů, jsou periodicky vzorkována a zapisována do registru zpětných hlášení. Řadič zpětná hlášení vyhodnocuje a v případě zjištění některého nesprávného zpětného hlášení zablokuje další zápis do registru zpětných hlášení. Obsah registru zpětných hlášení, tj. stav zpětných hlášení, který byl vyhodnocen jako nesprávný, spolu se stavovým hlášením řadičem potom představuje diagnostickou informaci, předávanou do řídicího počítače, ze které je možno snadno a rychle lokalizovat a identifikovat příčinu poruchy dopravního zařízení. Možnost rychlé diagnostiky poruchových stavů dopravních zařízení nabývá na významu zejména při nasazení těchto zařízení v plně automatizovaných výrobních systémech. Dopravní zařízení zde musí zajišťovat spolehlivou dopravu materiálu mezi jednotlivými pracovišti, zejména přísun materiálu k jednotlivým pracovním strojům a jeho vyřazení pro poruchu může ohrozit plynulý průběh celého výrobního procesu.The advantage of connecting the control circuits of the conveying device according to the invention is that it is possible to close the position feedback and thus achieve a high stopping accuracy in the target position. The position feedback further enables to achieve a time-optimal range of the coasting and thus to eliminate the time losses resulting from coasting control by means of known circuit circuits. A further advantage of the circuitry according to the invention is a method for diagnosing fault conditions of a conveying device which makes it possible. The conveyor device control can be characterized as a sequence of steps in which the individual functions of the conveyor device are gradually controlled and which is determined by programming the memory of the microprogrammable controller. The feedback signals by the conveying device to the control circuits of the embodiments in the individual control steps of the controlled operations, for example the limit switch signals, are periodically sampled and written to the feedback register. The controller evaluates the feedback and blocks any further entry in the feedback register if any incorrect feedback is detected. The contents of the feedback register, i.e. the status of the feedback that has been evaluated as incorrect, together with the status message by the controller, then provides diagnostic information transmitted to the control computer from which it is possible to quickly and easily locate and identify the cause of the transport equipment failure. The ability to quickly diagnose breakdowns of transport equipment is of particular importance when deploying such equipment in fully automated production systems. Here, the conveying equipment must ensure reliable transport of material between workplaces, especially the supply of material to individual work machines and its disabling due to failure can endanger the smooth running of the entire production process.

Vynález bude v dalším textu vysvětlen podle přiloženého výkresu, na kterém je uveden příklad zapojení podle vynálezu.The invention will now be explained with reference to the accompanying drawing, in which an example of a circuit according to the invention is shown.

Zapojení je tvořeno blokem 1 zadávání instrukcí, blokem 2 řízení polohy v rychlostní a polohové vazbě, blokem 3 snímačů polohy, mikroprogramovatelným řadičem 4, registrem 5 zpětných hlášení a dopravním zařízením 6.The wiring consists of an instruction input block 1, a position and speed control position block 2, a position sensor block 3, a micro-programmable controller 4, a feedback register 5 and a conveyor device 6.

Blok 1 zadávání instrukcí je svým prvním vstupem AI připojen k prvnímu výstupu 4A mikroprogramovatelného řadiče 4, svým druhým vstupem Bl je připojen k výstupu registru 5 zpětných hlášení, svým třetím vstupem Cl je připojen ke třetímu výstupu 4C mikroprogramovatelného řadiče 4, svým prvním výstupem IA je připojen k prvnímu vstupu A2 bloku 2 řízení polohy v rychlostní a polohové vazbě, svým druhým výstupem 1B je připojen k prvnímu vstupu A4 mikroprogramovatelného řadiče 4 a svým třetím výstupem 1C je připojen ke druhému vstupu B5 registru 5 zpětných hlášení.The instruction input block 1 is connected by its first input AI to the first output 4A of the microprogrammable controller 4, its second input B1 is connected to the output of the feedback register 5, its third input C1 is connected to the third output 4C of the microprogrammable controller 4 connected to the first input A2 of the position control block 2 in the speed and position coupling, by its second output 1B it is connected to the first input A4 of the microprogrammable controller 4 and by its third output 1C it is connected to the second input B5 of the feedback register 5.

Blok 2 řízení polohy v rychlostní a polohové vazbě je svým druhým vstupem B2 připojen k výstupu bloku 3 snímačů polohy, svým třetím vstupem C2 je připojen ke čtvrtému výstupu 4D mikroprogramovatelného řadiče 4, svým prvním výstupem 2A je připojen k prvnímu vstupu A6 dopravního zařízení 6 a svým druhým výstupem 2B je připojen ke třetímu vstupu C5 registru 3 zpětných hlášení. Mikroprogramovateiný řadič 4 je svým druhým vstupem B4 připojen k výstupu registru 3 zpětných hlášení, svým druhým výstupem 4B je připojen k prvnímu vstupu A5 registru 5 zpětných hlášení a svým pátým výstupem 4E je připojen ke druhému vstupu B6 dopravního zařízení 6. Registr 5 zpětných hlášení je svým čtvrtým vstupem D5 připojen k výstupu dopravního- zařízení 6.The position control block 2 in the speed and position coupling is connected to the output of the encoder block 3 by its second input B2, by its third input C2 it is connected to the fourth output 4D of the microprogrammable controller 4, its first output 2A is connected to the first input A6 of the conveying device 6 and by its second output 2B it is connected to the third input C5 of the feedback register 3. The micro-programmable controller 4 is connected by its second input B4 to the output of the feedback register 3, its second output 4B is connected to the first input A5 of the feedback register 5 and its fifth output 4E is connected to the second input B6 of the conveying device 6. with its fourth input D5 connected to the output of the conveying device 6.

Na první vstup AB dopravního zařízení 6 jsou přivedeny z prvního výstupu 2A bloku 2 řízení polohy v rychlostní a polohové vazbě signály nesoucí informaci o žádané rychlosti pohybu, které jsou vstupními signály pro servopohony řízení polohy. Na první vstup A.2 bloku 2 řízení polohy v rychlostní a polohové vazbě jsou přivedeny z prvního výstupu XA bloku 1 zadávání instrukcí signály nesoucí informaci o žádané poloze dopravního zařízení 6. Tato informace je součástí zadávací instrukce. Na druhy vstup B2 bloku 2 řízení polohy v rychlostní a polohové vazbě jsou přivedeny z výstupu bloku 3 snímačů polohy signály nesoucí informaci o skutečné poloze dopravního zařízení 6.The first input AB of the conveying device 6 is supplied from the first output 2A of the position control block 2 in the speed and position coupling with signals of the desired speed of movement which are input signals for the position control actuators. The first input A.2 of the position control block 2 in the speed and position coupling is supplied from the first output XA of the instruction input block 1 with signals carrying the desired position of the conveying device 6. This information is part of the instruction instruction. At the second input B2 of the position control block 2 in the speed and position coupling, signals bearing the actual position of the conveying device 6 are supplied from the output of the position sensor block 3.

Činnost bloku 2 řízení polohy v rychlostní a polohové vazbě je řízena řídicími povely přivedenými na třetí vstup C2 bloku 2 řízení polohy v rychlostní a polohové vazbě ze čtvrtého výstupu 4D mikroprogramovatelného řadiče 4. Na základě vyhodnocení informací o žádané a skutečné poloze a dále v závislosti na logických hodnotách řídicích povelů řídí blok 2 řízení polohy v rychlostní a polohové vazbě pohyb dopravního zařízení 6 v rychlostní nebo polohové vazbě. Kromě pohybu dopravního zařízení 6 řídí řídicí obvody dopravního zařízení i další funkce dopravního zařízení 6, a to prostřednictvím řídicích povelů přivedených na druhý vstup BB dopravního zařízení 6 z pátého výstupu 4E mikroprogramovatelného řadiče 4.The operation of the position and position control block 2 is controlled by control commands applied to the third position and position and position control block C2 input 2 of the fourth output 4D of the microcontroller 4. The logic values of the control commands control the position control block 2 in the speed and position coupling the movement of the conveying device 6 in the speed or position coupling. In addition to the movement of the conveying device 6, the control circuits of the conveying device also control other functions of the conveying device 6 by means of control commands applied to the second input BB of the conveying device 6 from the fifth output 4E of the microprogrammable controller 4.

Řídicími povely přivedenými ze třetího výstupu 4C mikroprogramovatelného řadiče 4 na třetí vstup Cl bloku 1 zadávání instrukcí je řízena činnost bloku 1 zadávání instrukcí. Posloupnost vydávaných řídicích povelů je určena naprogramováním paměti mikroprogramovatelného řadiče 4 a může být modifikována signály přivedenými na první vstup A4 mikroprogramovatelného řadiče 4 ze druhého výstupu 1B bloku 1 zadávání instrukcí. Informační obsah těchto signálů je součástí zadávací instrukce. Programovatelnost řídicích obvodů dopravního zařízení umožňuje snadnou změnu algoritmu řízení dopravního zařízení 6 a řízení různých typů dopravních zařízení 6, jejichž požadavky na algoritmus řízení mohou být značně odlišné.The operation of the instruction input block 1 is controlled by the control commands supplied from the third output 4C of the microprogrammable controller 4 to the third input C1 of the instruction block 1. The sequence of the issued control commands is determined by programming the memory of the microprogrammable controller 4 and may be modified by signals applied to the first input A4 of the microprogrammable controller 4 from the second output 1B of the instruction entry block 1. The information content of these signals is part of the input instruction. The programmability of the conveyor device control circuits makes it easy to change the conveyor device control algorithm 6 and to control various types of conveyor devices 6 whose control algorithm requirements may vary considerably.

Provedení mikroprogramovatelným řadičem 4 řízených činností hlásí blok 1 zadávání instrukcí, blok 2 řízení polohy v rychlostní a polohové vazbě a dopravní zařízení 6 prostřednictvím zpětných hlášení. Tato zpětná hlášení jsou periodicky vzorkována a zapisována do registru 5 zpětných hlášení signály přivedenými na první vstup A5 registru 5 zpětných hlášení ze druhého· výstupu 4B mikroprogramovatelného řadiče 4. Ze třetího výstupu IC bloku 1 zadávání instrukcí jsou přivedena na druhý vstup B5 registru 5 zpětných hlášení zpětná 'hlášení bloku 1 zadávání instrukcí, ze druhého výstupu 2B bloku 2 řízení polohy v rychlostní a polohové vazbě jsou přivedena na třetí vstup C5 registru 5 zpětných hlášení zpětná hlášení bloku 2 řízení polohy v rychlostní a polohové vazbě a z výstupu dopravního zařízení 6 jsou přivedena na čtvrtý vstup D5 registru 5 zpětných hlášení zpětná hlášení dopravního zařízení 6.The microcontroller controlled activity controller 4 reports the instruction input block 1, the speed and position feedback block 2, and the conveyance device 6 via feedback. These feedbacks are periodically sampled and written to the feedback register 5 by signals applied to the first input A5 of the feedback register 5 from the second output 4B of the microprogrammable controller 4. From the third output of the instruction input block 1, they are connected to the second input B5 of the feedback register 5 the feedback commands of the instruction block 1 are sent from the second output 2B of the speed and position feedback block 2 to the third input C5 of the feedback register 5 of the feedback of the speed and position feedback block 2 and from the output of the conveying device 6 the fourth input D5 of the feedback register 5 of the conveyor device feedback 6.

Z výstupu registru 5 zpětných hlášení jsou zapsaná zpětná hlášení přivedena jednak na druhý vstup B4 mikroprogramovatelného řadiče 4 a jednak na druhý vstup Bl bloku 1 zadávání instrukcí. Mikroprogramovatelný řadič 4 zpětná hlášení vyhodnocuje a v případě zjištění některého nesprávného zpětného hlášení zablokuje zápis do registru 5 zpětných hlášení. Obsah registru 5 zpětných hlášení, tj. stav zpětných hlášení, který byl vyhodnocen jako nesprávný, spolu se stavovým hlášením mikroprogramovatelného řadiče 4 potom představuje diagnostickou informaci, předávanou do bloku 1 zadávání instrukcí, ze které je možno snadno a rychle lokalizovat a identifikovat příčinu poruchy. Stavové hlášení obsahuje informace o vnitřním stavu mikroprogramovatelného řadiče 4 a je přivedeno na první vstup Al bloku 1 zadávání instrukcí z prvního výstupu 4A mikroprogramovatelného řadiče 4.From the register of the feedback register 5, the written feedbacks are applied to the second input B4 of the microprogrammable controller 4 and to the second input B1 of the instruction entry block 1. The micro-programmable controller 4 evaluates the feedback signals and blocks the write-back register 5 if any incorrect feedback is detected. The contents of the feedback register 5, i.e. the feedback status that has been evaluated as incorrect, together with the status message of the microprogrammable controller 4, then represents the diagnostic information passed to the instruction input block 1 from which it is possible to quickly and easily locate and identify the cause of the failure. The status message contains information about the internal state of the microprocessor controller 4 and is applied to the first input of the A1 block of instruction input from the first output 4A of the microprocessor controller 4.

Zapojení řídicích obvodů dopravního zařízení podle vynálezu lze použít zejména pro řízení regálových zakladačů a dopravníků nástrojových jednotek v automatizovaných výrobních systémech.The control circuit of the conveying device according to the invention can be used, in particular, for the control of rack-type stackers and tool unit conveyors in automated production systems.

Claims

SUBJECT

The control circuit of the conveying device, characterized in that the instruction input block (1) is connected to the first output (4A) of the microprogrammable controller (4) by its first input (AI), and by its second input (B1) to the register output ( 5) feedback, its third input (C1) is connected to the third output (4C) of the microprogrammable controller (4), its first output (1A) is connected to the first input (A2) of the position control block (2) in speed and position the second output (1B) is connected to the first input (A4) of the microprogrammable controller (4) and its third output (1C) is connected to the second input (B5) of the feedback register (5), wherein the position control block (2) in speed and position coupling, it is its second input

OF THE INVENTION (B2) is connected to the output of the position sensor block (3), its third input (C2) is connected to the fourth output (4D) of the microprogrammable controller (4), its first output (2A) is connected to the first input (A6) (6) and its second output (2B) is connected to the third input (C5) of the feedback register (5), wherein the micro programmable controller (4) is connected to the output of the feedback register (5) by its second input (B4) the output (4B) is connected to the first input (A5) of the feedback register (5) and its fifth output (4E) is connected to the second input (Bo) of the conveying device (6), the feedback register (5) being its fourth input (D 5) connected to the output of the conveyor device (6).