CS255978B1

CS255978B1 - Evaluating circuit of incremental converter

Info

Publication number: CS255978B1
Application number: CS858562A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Moskala
Original assignee: Frantisek Moskala
Priority date: 1985-11-27
Filing date: 1985-11-27
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS856285A1

Abstract

Řešeni je z oboru elektroniky. Týká se zapojení vyhodnocovacího obvodu přírůstkového převodníku, zejména vhodného pro sledování polohy, směru pohybu, rychlosti.a počtu sledovaných zařízeni, zvláště pak důlních strojů a mechanismů pracujících v prostředí s nebezpečím výbuchu v hlubinných dolech. Podstata spočívá v tom, že dvě dvojice klopných obvodů se vzájemně blokují a aktivují podle směru snímaného pohybu. Řešeni lze s výhodou použít k dál- / kovému sledování a řízení strojů, zejména ον automatizačni technice a kyberneticeIt is solved in the field of electronics. Concerns connection of evaluation circuit of incremental converter, especially suitable for monitoring position, direction of movement, speed number of devices monitored, especially mining machinery and workers' mechanisms in explosive atmospheres in deep sea mines. The essence is that two pairs of flip-flops with each other they block and activate according to the direction of the scan movement. The solution can be advantageously used for monitoring and control of machines, in particular ον automation technology and cybernetics

Description

Vynález se týká zapojení vyhodnocovacího obvodu přírůstkového převodníku, zejména vhodného pro sledování polohy, směru pohybu, rychlosti a počtu sledovaných zařízení, zvláště pak důlních strojů pracujících v prostředí s nebezpečím výbuchu v hlubinných dolech.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to an incremental transducer evaluation circuit, in particular suitable for monitoring the position, direction of travel, speed and number of devices to be monitored, in particular mining machines operating in explosive environments in underground mines.

V současné době se sledování polohy řízeného důlního stroje provádí číselným vyjádřením změny polohy sledovaného stroje od výchozí polohy. Z charakteru činnosti důlních strojů vyplývá, že je třeba rozlišovat směr jejich pohybu a impulsy odvozené ze změny polohy v jednom směru přičítat k číselnému vyjádření jejich polohy a naopak impulsy odvozené ze změny polohy v opačném směru odečítat od číselného vyjádření jejich polohy. Informace o směru pohybu a přírůstku vzdálenost jsou získávány od dvou polohově posunutých čidel.At present, the monitoring of the position of the driven mining machine is performed by numerically expressing the change of the position of the monitored machine from the starting position. It follows from the nature of mining operations that it is necessary to distinguish the direction of their movement and to add the impulses derived from the change of position in one direction to the numerical expression of their position and to deduct the impulses derived from the change in position in the opposite direction from the numerical expression of their position. The direction and incremental distance information is obtained from two position-displaced sensors.

Pohybem stroje dojde nejdříve k sepnutí prvního čidla, pak k sepnutí druhého čidla, dále k rozepnutí prvního a následně k rozepnutí druhého čidla. Při opačném směru pohybu si informace z čidel vymění svoji polohu na časové ose. Po proběhnutí uvedeného cyklu vyšle vyhodnocovací obvod bud přičítácí nebo odečítací impuls, v závislosti na směru pohybu. Nevýhodou stávajících vyhodnocovacích obvodů je, že produkují chybné impulsy, vznikající při změně směru pohybu nebo při kmitání sledovaného stroje, eventuálně je vylučují relativně složitými způsoby až po jejich vzniku a identifikaci. Další stávající řešení, u nichž je vznik chybných impulsů vyloučen, jsou nepoužitelná v jiskrově bezpečných obvodech pro obvodovou složitost a hlavně pro relativně vysokou spotřebu napájecí energie.By moving the machine, the first sensor is switched on first, then the second sensor is switched on, then the first one is opened and then the second sensor is opened. In the opposite direction of movement, the sensor information exchanges its position on the timeline. Upon completion of the cycle, the evaluation circuit will send either an addition or a reading pulse, depending on the direction of movement. The disadvantage of the existing evaluation circuits is that they produce erroneous pulses, which occur when the direction of movement or oscillation of the monitored machine is produced, eventually eliminating them in relatively complicated ways only after their formation and identification. Other existing solutions in which the generation of erroneous pulses is ruled out are unusable in intrinsically safe circuits for circuit complexity and, in particular, for relatively high power consumption.

Uvedené nevýhody jsou na minimum sníženy zapojením vyhodnocovacího obvodu přírůstkového převodníku podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na první vstupní svorku je připojen vstup D prvního klopného obvodu a vstup C druhého klopného obvodu, na druhou vstupní svorku je připojen vstup C prvního klopného obvodu a vstup D druhého klopného obvodu, na třetí vstupní svorku je připojen vstup D třetího klopného obvodu a vstup C čtvrtého klopného obvodu, na čtvrtou vstupní svorku je připojen vstup C třetího klopného obvodu a vstup D čtvrtého klopného obvodu, výstup prvního klopného obvodu je připojen na první vstup druhého hradla, jehož výstup je připojen na vstup R druhého klopného obvodu a výstup druhého klopného obvodu je připojen na první vstup prvního hradla, jehož výstup je připojen na vstup R prvního klopného obvodu, invertovaný výstup prvního klopného obvodu je přes první obvod časového zpoždění propojen se vstupem R třetího klopného obvodu a invertovaný výstup druhého klopného obvodu je přes druhý obvod Časového zpoždění propojen se vstupem R čtvrtého klopného obvodu, přičemž druhé vstupy prvního hradla a druhého hradla jsou vyvedeny na nulovací svorku, výstup třetího klopného obvodu na první výstupní svorku, invertovaný výstup třetího klopného obvodu na druhou výstupní svorku, výstup čtvrtého klopného obvodu na třetí výstupní svorku a invertovaný výstup čtvrtého klopného obvodu na čtvrtou výstupní svorku.These disadvantages are minimized by connecting the evaluation circuit of the incremental transducer according to the invention, characterized in that the input D of the first flip-flop and the input C of the second flip-flop are connected to the first input terminal; and a second flip-flop input D, a third flip-flop input and a fourth flip-flop input C connected to a third input terminal, a third flip-flop input C and a fourth flip-flop input D connected to a fourth input terminal, the first flip-flop output is connected to the first input of the second gate whose output is connected to the input R of the second flip-flop and the output of the second flip-flop is connected to the first input of the first gate whose output is connected to the input R of the first flip-flopconnected to the input of the third flip-flop and the inverted output of the second flip-flop is connected via the second time delay circuit to the input R of the fourth flip-flop, the second inputs of the first gate and the second gate being connected to the zero terminal; the inverted output of the third flip-flop to the second output terminal, the output of the fourth flip-flop to the third output terminal, and the inverted output of the fourth flip-flop to the fourth output terminal.

Výhoda zapojení podle vynálezu spočívá v nízké spotřebě napájecí energie, jednoduchosti, malých rozměrech a tím i nízkých nákladech. Zapojení lze s výhodou uvedených vlastností použít pro sledování strojů a mechanismů, zvláště pak v prostředích s nebezpečím výbuchu, kde je funkčním požadavkem jiskrová bezpečnost.The advantage of the circuitry according to the invention lies in the low power consumption, simplicity, small size and hence low cost. The wiring can be advantageously used for monitoring machines and mechanisms, especially in hazardous areas where intrinsic safety is a functional requirement.

Na přiloženém výkresu je schematicky znázorněno příkladné provedení zapojení podle vynálezu.The attached drawing shows schematically an exemplary embodiment of the circuit according to the invention.

Na první vstupní svorku 1_ je připojen vstup D prvního klopného obvodu _5 a na vstupu C druhého obvodu 8, na druhou vstupní svorku 2 je připojen vstup C prvního klopného obvodu 5_ a vstup D druhého klopného obvodu 8., na třetí vstupní svorku 3_ je připojen vstup D třetího klopného obvodu 9_ a vstup C čtvrtého klopného obvodu 12, na čtvrtou vstupní svorku £ je připojen vstup C třetího klopného obvodu 9. a vstup D čtvrtého klopného obvodu 12, výstup prvního klopného obvodu 5. je připojen na první vstup druhého hradla jeho^ výstup je připojen na vstup R druhého klopného obvodu jí a výstup druhého klopného obvodu jí je připojen na první vstup prvního hradla 6, jehož výstup je připojen na vstup R prvního klopného obvodu 5., invertovaný výstup prvního klopného obvodu 5. je přes první obvod 10 časového zpoždění propojen se vstupem R třetího klopného obvodu 9. a invertovaný výstup druhého klopného obvodu .8 je přes druhý obvod 11 časového zpožedění propojen se vstupem R čtvrtého klopného obvodu 12 , přičemž druhé vstupy prvního hradla _6 a druhého hradla 7, jsou vyvedeny na nulovací svorku 17, výstup třetího klopného obvodu 9 na první výstupní svorku 13, invertovaný výstup třetího klopného obvodu _9 na druhou výstupní svorku 14, výstup čtvrtého klopného obvodu 12 na třetí výstupní svorku 15 a invertovaný výstup čtvrtého klopného obvodu 12 na čtvrtou výstupní svorku 3.6 ♦The first input terminal 7 is connected to the input D of the first flip-flop 5 and the input C of the second circuit 8, the second input terminal 2 is connected to the input C of the first flip-flop 5 and the input D to the second flip-flop 8. input D of the third flip-flop 9 and input C of the fourth flip-flop 12, the input C of the third flip-flop 9 is connected to the fourth input terminal 9 and input D of the flip-flop 12, the output of the first flip-flop 5 is connected the output is connected to the input R of the second flip-flop i and the output of the second flip-flop i is connected to the first input of the first gate 6, the output of which is connected to the input R of the flip-flop 5; 10 of the time delay is coupled to the input R of the third flip-flop 9 and the inverted output of the second flip-flop 8 is via the time delay circuit 11 is coupled to the input R of the fourth flip-flop 12, wherein the second inputs of the first gate 6 and the second gate 7 are connected to the reset terminal 17, the output of the third flip-flop 9 to the first output terminal 13 output terminal 14, output of fourth flip-flop 12 to third output terminal 15, and inverted output of fourth flip-flop 12 to fourth output terminal 3.6 ♦

Funkci zapojení lze charakterizovat po připojení čidel a nulovacího obvodu. Informace z prvního čidla X je přivedena na první vstupní svorku _1, její inverzní hodnota X na třetí vstupní svorku 3. Informace z druhého čidla Y je přivedena na druhou vstupní svorku 2, její inverzní hodnota Y na čtvrtou vstupní svorku 4,. V počátečním stavu jsou informace X a Y na úrovni L, nulovací svorka 17 rovněž na úrovni L, první výstupní svorka 13 a třetí výstupní svorka 15 na úrovni L a druhá výstupní svorka 14 se čtvrtou výstupní svorkou 16 na úrovni H. Zmení-li se X na H, nezmění se stav druhého klopného obvodu 8_, protože jeho vstup D je na úrovni L. Následná změna Y a R způsobí změnu stavu prvního klopného obvodu 5, takže na jeho výstupu bude úroveň H a na invertovaném výstupu úroveň L.The connection function can be characterized by connecting the sensors and the reset circuit. The information from the first sensor X is applied to the first input terminal 1, its inverse value X to the third input terminal 3. The information from the second sensor Y is applied to the second input terminal 2, its inverse value Y to the fourth input terminal 4 ,. In the initial state, the X and Y information is at the L level, the reset terminal 17 is also at the L level, the first output terminal 13 and the third output terminal 15 at the L level, and the second output terminal 14 with the fourth output terminal 16 at the H level. X to H, the state of the second flip-flop 8 will not change, since its input D is at level L. Subsequent change of Y and R causes a change in the state of the flip-flop 5 so that its output will be H and its inverted output will be L.

Tím bude přes druhé hradlo 7, logickým součtem informaci z výstupu prvního klopného obvodu 5 a nulovací svorky 17 blokována na vstupu R funkce druhého klopného obvodu _8 a přes první časovači obvod 10 uvolněna funkce třetího klopného obvodu 9. Dále následuje změna X na L, tedy X na H. Tato změna nemůže být vyhodnocena čtvrtým klopným obvodem 12, protože na jeho vstupu D je úroveň L a navíc je jeho funkce blokována úrovní H na nulovacím vstupu R.Thus, via the second gate 7, the logic sum of the information from the output of the first flip-flop 5 and the reset terminal 17 will be blocked at the input R of the function of the second flip-flop 8 and released via the first timing circuit 10. X to H. This change cannot be evaluated by the fourth flip-flop 12 because its input D has level L and, in addition, its function is blocked by level H on the reset input R.

Dojde tedy pouze k nastavení vstupu D třetího klopného obvodu 9. na úroveň H. Následující změnou Y na L, tedy Ϋ na H změní třetí klopný obvod 9 svůj stav, takže na první výstupní svorce 13 bude úroveň H a na druhé výstupní svorce 14 úroveň L. V okamžiku, kdy logický součet X + γ změnil svoji hodnotu z H na L, vyšle nulovací obvod krátký impuls H na nulovací svorku 17, kterým se přes první hradlo _6 vynuluje první klopný obvod 5,.Thus, only the input D of the third flip-flop 9 is set to H. By changing Y to L, that is, Ϋ to H, the third flip-flop 9 changes its state so that the first output terminal 13 is H and the second output terminal 14 is L. When the logical sum X + γ has changed from H to L, the reset circuit sends a short pulse H to the reset terminal 17, which resets the first flip-flop 5 through the first gate 6.

Tím se změní stav jeho invertovaného výstupu na H a pomocí prvního obvodu časového zpoždění 10, kterým je definována délka trvání výstupního impulsu, dojde k vynulování třetího klopného obvodu 9_ a zapojení se nachází v počátečním stavu. V opačném směru je činnost zrcadlově souměrná, protože čidla dávají informace v obráceném pořadí. Výsledkem pak je puls o úrovni H odebíraný ze třetí výstupní svorky 15, event. jeho inverzní hodnota na čtvrté výstupní svorce 16.This changes the state of its inverted output to H, and by means of the first time delay circuit 10, which defines the duration of the output pulse, the third flip-flop 9 is reset and the wiring is in the initial state. In the opposite direction, the operation is mirror-symmetrical because the sensors give the information in reverse order. The result is an H-level pulse taken from the third output terminal 15, respectively. its inverse value at the fourth output terminal 16.

Protože oba směry se vzájemně blokují, není možné chybné je generován pouze tehdy, projdou-li informace X a Y,postupně úrovněmi odpovídajícími jednotkovému přírůstku polohy jednoho tedy může libovolně měnit směr nebo i kmitat, aniž by došlo k vyhodnocení. Výstupní impuls a minimálně jednou všemi nebo druhého směru. Stroj chybnému vyhodnocení.Since both directions block each other, it is not possible to generate errors only when the X and Y information pass through the levels corresponding to the unit increment of the position of one, so it can freely change direction or even oscillate without evaluation. Output pulse and at least one all or the other direction. Machine erroneous evaluation.

Zapojení podle vynálezu lze s výhodou použít pro jiskrově bezpečné obvody snímačů polohy, směru pohybu, rychlosti, počítání vozů apod. a všude, kde je kladen požadavek na nízkou spotřebu napájecí energie a celkovou jednoduchost.The circuitry according to the invention can be advantageously used for intrinsically safe circuits of sensors of position, direction of movement, speed, car counting and the like and everywhere where low power consumption and simplicity are required.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Incremental converter evaluation circuit connection characterized in that input D of the first flip-flop (5) and input C of the second flip-flop (8) are connected to the first input terminal (1), and input D of the second flip-flop is connected to the second input terminal (2). the third flip-flop circuit (9) and the third flip-flop circuit input (12) are connected to the third input terminal (3), the third flip-flop circuit input (9) is connected to the fourth input terminal (4) and the input of the fourth flip-flop (12), the output of the first flip-flop (5) is connected to the first input of the second gate (7), the output of which is connected to the input R of the second flip-flop (8) the first input of the first gate (6), the output of which is connected to the input R of the first flip-flop (5), the inverted output of the first flip-flop (5) is connected to the input R of the third flip-flop a flip-flop (9) and an inverted output of the second flip-flop (8) is connected via a second time delay circuit (11) to the input R of the fourth flip-flop (12), the second inputs of the first gate (6) and second gate (7) being output to the reset terminal (17), output of the third flip-flop (9) to the first output terminal (13), inverted output of the third flip-flop (9) to the second output terminal (14), output of the fourth flip-flop (12) to the third output terminal (15) and the inverted output of the fourth flip-flop (12) to the fourth output terminal (16).

1 drawing