RU2171213C2

RU2171213C2 - Cyclic-action packing machine control device

Info

Publication number: RU2171213C2
Application number: RU99113906A
Authority: RU
Inventors: К.Н. Гатаулин
Original assignee: Ижевский механический завод
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2001-07-27

Abstract

FIELD: milk packing automatic lines. SUBSTANCE: proposed packing machine control device has two pulse generators 1 and 2. Generator 1 is connected with input of meter 3 connected to code converter 4 and to control input of generator 2. output of converter 4 is connected with input of logic element 5 which controls electronic switches 6. Output of pulse generator 2 is connected to united synchronizing inputs of logic element 5 which controls operation of electronic switches 6. pulse repetition frequency of regenerator 2 is higher than that of generator 1. EFFECT: increased accuracy of packing machine control device, prevention of failures. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в качестве устройства управления упаковочной машиной циклического действия, например, молокоразливочного автомата. The invention relates to the field of automation and can be used as a control device for a cyclic packaging machine, for example, a milk filling machine.

Известно устройство для управления упаковочной машиной циклического действия по патенту СССР N 629868, кл. B 65 B 57/00, 1978 г., содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик, преобразователь кода и рабочий элемент. Указанное устройство недостаточно точно и надежно в работе, т. к. генератор импульсов выполнен в виде электромеханического устройства, где длительность генерируемых прямоугольных импульсов и частота сигнала определяются скоростью оборотов диска и шириной имеющихся на нем зубьев, а следовательно, зависит от разброса допусков и износа при эксплуатации. A device for controlling a cyclic packaging machine according to the USSR patent N 629868, class. B 65 B 57/00, 1978, containing a pulse generator, a counter, a code converter, and a work item connected in series. The specified device is insufficiently accurate and reliable in operation, because the pulse generator is made in the form of an electromechanical device, where the duration of the generated rectangular pulses and the signal frequency are determined by the speed of the disk and the width of the teeth on it, and therefore, depends on the spread of tolerances and wear at operation.

Известно устройство для управления машиной циклического действия по патенту России N 2032598, 1995 г., взятое в качестве прототипа, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик, преобразователь кода и логический элемент, причем генератор импульсов дополнительно соединен с входом логического элемента. A device for controlling a machine of cyclic action according to the patent of Russia N 2032598, 1995, taken as a prototype, containing serially connected pulse generator, counter, code converter and logic element, and the pulse generator is additionally connected to the input of the logic element.

Данное устройство недостаточно точно в работе, т.к. передний фронт синхронизирующих импульсов с генератора импульсов поступает на тактовый вход логического элемента раньше, чем информация на информационные входы логического элемента на время, обусловленное прохождением сигнала через счетчик и преобразователь кода. Данная ситуация приводит к сбоям в работе логического элемента, выполненного на J-K триггерах в виде непредусмотренного логикой работы упаковочной машины сдвига начала или окончания формируемого импульса управления и, соответственно, к нарушению формирования циклограммы, т.к. смена информации на информационных входах J-K триггера во время действия синхронизирующего импульса на тактовом входе указанного триггера обуславливает неоднозначность состояния его выходов и, как следствие, различную от цикла к циклу ширину формируемых импульсов управления рабочими элементами упаковочной машины. This device is not accurate enough to work, because the leading edge of the synchronizing pulses from the pulse generator arrives at the clock input of the logic element earlier than the information at the information inputs of the logic element for a time due to the passage of the signal through the counter and code converter. This situation leads to malfunctions of the logic element executed on J-K triggers in the form of a shift of the beginning or end of the generated control pulse that is not provided by the logic of the packaging machine and, accordingly, to the violation of the formation of the cyclogram, because the change of information at the J-K trigger information inputs during the operation of the synchronizing pulse at the clock input of the indicated trigger causes the state of its outputs to be ambiguous and, as a result, the width of the generated control pulses of the working elements of the packaging machine, which varies from cycle to cycle.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности устройства для управления упаковочной машиной циклического действия и исключение возможности возникновения сбойных ситуаций. The problem to which the invention is directed, is to increase the accuracy of the device for controlling a cyclic packaging machine and to eliminate the possibility of failure situations.

Для решения поставленной задачи в устройстве для управления упаковочной машиной циклического действия, содержащем последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик, преобразователь кода и логический элемент, введен генератор импульсов с большей частотой следования импульсов, чем первый, и соединен с входом логического элемента, причем работой обоих генераторов импульсов управляет общий выключатель. To solve this problem, in a device for controlling a cyclic packaging machine containing a pulse generator, a counter, a code converter and a logic element connected in series, a pulse generator with a higher pulse repetition rate than the first one is introduced and connected to the input of the logic element, with the operation of both generators pulses are controlled by a common switch.

Данное решение позволяет исключить возможность возникновения сбойных ситуаций в виде сдвига фазы начала или окончания импульса управления рабочим элементом упаковочной машины на величину, равную периоду следования, т.е. на один такт, до достижения устойчивого состояния на выходе преобразователя кода. Это достигается за счет того, что импульсы, определяющие фазу приема информации с преобразователя кода на информационные входы логического элемента, подаются c введенного генератора, имеющего большую частоту следования импульсов. Таким образом, длительность пребывания выходов логического элемента и, соответственно, выходных ключей упаковочной машины в неопределенном положении, обусловленном неоднозначным состоянием логического элемента из-за смены информации на его входе во время действия синхроимпульса, соответствует периоду следования синхроимпульсов. Учитывая, что период следования синхроимпульсов с введенного генератора меньше, чем у единственного генератора прототипа, и не превышает допустимой погрешности формирования временных интервалов циклограммы упаковочной машины, возможность сбоя функционирования упаковочной машины по причинам, обусловленным недостатками, присущими прототипу и аналогу, описанными выше, исключена. This solution eliminates the possibility of failure situations in the form of a phase shift of the beginning or end of the control pulse of the working element of the packaging machine by an amount equal to the repetition period, i.e. one cycle, until a steady state is reached at the output of the code converter. This is achieved due to the fact that the pulses that determine the phase of receiving information from the code converter to the information inputs of the logic element are supplied from the input generator having a high pulse repetition rate. Thus, the duration of the outputs of the logic element and, accordingly, the output keys of the packaging machine in an indefinite position due to the ambiguous state of the logic element due to a change in the information at its input during the action of the clock, corresponds to the period of the clock. Considering that the repetition period of clock pulses from the introduced generator is shorter than that of the single prototype generator and does not exceed the permissible error in the formation of time intervals of the packaging machine cyclogram, the possibility of the packaging machine malfunctioning due to the disadvantages inherent in the prototype and analogue described above is excluded.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема устройства. The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a structural diagram of a device; in FIG. 2 is a circuit diagram of a device.

Устройство для управления упаковочной машиной циклического действия содержит два генератора 1 и 2 импульсов (фиг.1), где генератор 1 соединен со входом счетчика 3, подключенного к преобразователю кода 4. Выход преобразователя 4 соединен с входом логического элемента 5, управляющего электронными ключами 6. Выход генератора 2 импульсов подключен к объединенным синхронизирующим входам логического элемента 5, при этом частота следования импульсов генератора 2 выше, чем генератора 1. Работой (пуском-остановом) обоих генераторов 1 и 2 импульсов управляет выключатель 7, подключенный к управляющим входам генераторов. A device for controlling a cyclic packaging machine contains two pulse generators 1 and 2 (Fig. 1), where the generator 1 is connected to the input of a counter 3 connected to the code converter 4. The output of the converter 4 is connected to the input of the logic element 5 controlling electronic keys 6. The output of the pulse generator 2 is connected to the combined synchronizing inputs of the logic element 5, while the pulse repetition rate of the generator 2 is higher than the generator 1. The operation (start-stop) of both generators 1 and 2 pulses control yaet switch 7 is connected to the control input of the generator.

Генератор 1 тактовых импульсов (фиг. 2) состоит из двух инверторов 8, 9, элемента 2И-НЕ 10, соединенных последовательно кольцом, резисторов 11, 12 и конденсатора 13. The clock generator 1 (Fig. 2) consists of two inverters 8, 9, element 2I-NOT 10 connected in series by a ring, resistors 11, 12 and a capacitor 13.

Генератор 2 синхронизирующих импульсов состоит из двух инверторов 14, 15, элемента 2И-НЕ 16, соединенных последовательно кольцом, резистора 17 и конденсатора 18. The synchronization pulse generator 2 consists of two inverters 14, 15, element 2I-NOT 16 connected in series by a ring, a resistor 17 and a capacitor 18.

Выключатель 7 состоит из переключателя 19 и токоограничительного резистора 20. The switch 7 consists of a switch 19 and a current limiting resistor 20.

Один из входов элементов 2И-НЕ 10, 16 каждого из генераторов 1 и 2 соединен с переключателем 19 выключателя 7, установкой которого в положение СТОП (т. е. подключением входов элементов 2И-НЕ 10, 16 к цепи ОВ) осуществляется блокировка работы генераторов и, соответственно, остановка цикла работы упаковочной машины. One of the inputs of the elements 2I-NOT 10, 16 of each of the generators 1 and 2 is connected to the switch 19 of the switch 7, setting it to the STOP position (i.e., connecting the inputs of the elements 2I-NOT 10, 16 to the OB circuit) blocks the operation of the generators and, accordingly, stopping the cycle of the packaging machine.

Счетчик 3 содержит два каскада, каждый из которых состоит из двоичного счетчика 21 (22) и схемы совпадения 23 (24). Каскад на двоичном счетчике 21 и схеме совпадения 23 имеет коэффициент пересчета, равный девяти, каскад на двоичном счетчике 22 и схеме совпадения 24 имеет коэффициент пересчета 8. Таким образом, общий коэффициента пересчета счетчика 3 равен 8•9 = 72. Counter 3 contains two stages, each of which consists of a binary counter 21 (22) and a matching circuit 23 (24). The cascade on binary counter 21 and match circuit 23 has a conversion factor of nine, the cascade on binary counter 22 and match circuit 24 has a conversion factor 8. Thus, the total conversion coefficient of counter 3 is 8 • 9 = 72.

Преобразователь кода 4 содержит дешифраторы 25, 26 и комбинационную схему, выполненную на элементах 2И-НЕ 27...50, причем один из входов каждого элемента 2И-НЕ подключен к выходу дешифратора 25, а другой - к выходу дешифратора 26 (в соответствии с циклограммой работы командоаппарата), выходы элементов 2И-НЕ являются выходами преобразователя кода 4. Code converter 4 contains decoders 25, 26 and a combinational circuit made on elements 2I-NOT 27 ... 50, moreover, one of the inputs of each element 2I-NOT is connected to the output of decoder 25, and the other to the output of decoder 26 (in accordance with cyclogram of the operation of the control unit), the outputs of the 2AND elements are NOT outputs of the code converter 4.

Логический элемент 5 состоит из J-K триггеров 51...59, информационные входы которых соединены с выходами преобразователя кода 4, а синхронизирующие входы объединены и подключены к выходу генератора 2 импульсов. Прямые выходы J-K триггеров соединены с входами электронных ключей 6, управляющих рабочими элементами упаковочной машины. Logic element 5 consists of J-K triggers 51 ... 59, the information inputs of which are connected to the outputs of the code converter 4, and the synchronizing inputs are combined and connected to the output of the 2 pulse generator. Direct outputs J-K triggers are connected to the inputs of electronic keys 6, which control the working elements of the packaging machine.

Устройство для управления упаковочной машиной циклического действия работает следующим образом. A device for controlling a cyclic packaging machine operates as follows.

В исходном состоянии счетчик 3 обнулен, импульсы на выходах генераторов 1 и 2 отсутствуют. При установке переключателя 19 в положение РАБОТА соответствующие входы элементов 2И-НЕ 10 и 16 через резистор 20 подключаются к шине питания, разрешая формирование генератором 1 последовательности тактовых импульсов, а генератором 2 последовательности синхронизирующих импульсов. Последовательность импульсов, вырабатываемая генератором 1, поступает на вход счетчика 3, который одновременно является счетным входом двоичного счетчика 21 с коэффициентом пересчета, равным 9 и обусловленным подключением схемы совпадения 23 к первому и четвертому разрядам двоичного счетчика 21. С выхода четвертого разряда двоичного счетчика 21 импульсы поступают на счетный вход двоичного счетчика 22 с коэффициентом пересчета, равным 8 и обусловленным подключением схемы совпадения 24 к четвертому разряду двоичного счетчика 22. Таким образом, общий коэффициент пересчета счетчика 3 равен 9•8 = 72, т.е. счетчик 3 имеет на выходе 72 комбинации. In the initial state, the counter 3 is reset, the pulses at the outputs of the generators 1 and 2 are absent. When the switch 19 is set to the OPERATION position, the corresponding inputs of the elements 2I-NOT 10 and 16 are connected to the power bus through the resistor 20, allowing the generator 1 to generate a sequence of clock pulses, and the generator 2 to generate a sequence of clock pulses. The pulse sequence generated by the generator 1 is fed to the input of the counter 3, which is also the counting input of the binary counter 21 with a conversion factor of 9 and due to the connection of the matching circuit 23 to the first and fourth bits of the binary counter 21. From the output of the fourth bit of the binary counter 21 pulses arrive at the counting input of the binary counter 22 with a conversion factor equal to 8 and due to the connection of the matching circuit 24 to the fourth digit of the binary counter 22. Thus, Shareable conversion coefficient of the counter 3 is equal to 9 • 8 = 72, i.e., counter 3 has 72 combinations output.

Цифровые коды с двоичных счетчиков 21, 22 поступают на входы дешифраторов 25, 26 и преобразуются ими в унитарные коды, т.е. на одном из выходов дешифратора 25, соответствующем определенному двоичному коду на его входе (выходе двоичного счетчика 21), присутствует сигнал логического "0", а на всех остальных выходах - сигнал логической "1". Аналогично, на одном из выходов дешифратора 26, соответствующем определенному двоичному коду на его входе (выходе двоичного счетчика 22), присутствует сигнал логического "0", а на всех остальных выходах - сигнал логической "1". Выходные сигналы дешифраторов 25, 26 инвертируются схемами 2И-НЕ 27...50, выходы которых попарно объединены так, что одни из элементов 2И-НЕ пары инвертирует сигнал с выхода дешифратора 25, другой - с выхода дешифратора 26. Только при появлении сигналов логического "0" на выходах каждого из элементов пары на объединенном входе, являющемся выходом комбинационной схемы, появляется сигнал логической "1", соответствующий определенной комбинации на выходе счетчика 3, т.е. каждой паре элементов 2И-НЕ 27...50 соответствует определенная комбинация на выходе счетчика 3. При этом количество пар может быть равным от 2 до n (где n - количество комбинаций на выходе счетчика 3) и определяется заданной циклограммой работы устройства. Попарно объединенные выходы схем 2И-НЕ подключены к информационным входам J и K триггеров 51...59 так, что на J-входы подаются сигналы, устанавливающие триггеры 51...59 в единичное состояние при поступлении синхронизирующего импульса на C-входы, а на K-входы - устанавливающие их в "0" состояние, соответственно заданной циклограмме. Digital codes from binary counters 21, 22 are fed to the inputs of decoders 25, 26 and converted by them into unitary codes, i.e. at one of the outputs of the decoder 25, corresponding to a specific binary code at its input (output of the binary counter 21), there is a logic signal "0", and at all other outputs - a signal of logic "1". Similarly, at one of the outputs of the decoder 26, corresponding to a specific binary code at its input (output of the binary counter 22), there is a logic signal “0”, and at all other outputs - a signal logic “1”. The output signals of the decoders 25, 26 are inverted by 2I-NOT 27 ... 50 circuits, the outputs of which are paired so that one of the elements of the 2I-NOT pairs inverts the signal from the output of the decoder 25, the other from the output of the decoder 26. Only when logical signals appear "0" at the outputs of each of the elements of the pair at the combined input, which is the output of the combinational circuit, a logical signal "1" appears, corresponding to a certain combination at the output of counter 3, i.e. each pair of elements 2I-NOT 27 ... 50 corresponds to a certain combination at the output of the counter 3. Moreover, the number of pairs can be equal to 2 to n (where n is the number of combinations at the output of the counter 3) and is determined by the given cyclogram of the device. The pairwise combined outputs of 2I-NOT circuits are connected to the information inputs of J and K triggers 51 ... 59 so that signals are input to the J inputs, setting the triggers 51 ... 59 to a single state when a synchronizing pulse arrives at the C inputs, and on K-inputs - setting them to the "0" state, according to a given sequence diagram.

Генератор 2 импульсов формирует последовательность синхроимпульсов, поступающую на объединенные C-входы триггеров 51...59. По каждому синхроимпульсу с генератора 2 импульсов J-K триггеры 51...59 принимает информацию на J- и K-входы с элементов 2И-НЕ 27...50 и фиксируют ее на своих выходах. Частота следования импульсов генератора 2 больше, чем генератора 1 и выбрана таким образом, чтобы исключить возможность возникновения сбойных ситуаций, обусловленную неопределенных состоянием J-K триггеров 51...59 из-за смены информации на J- или K-входе во время действия синхроимпульса, в виде непредусмотренного логикой работы устройства управления упаковочной машиной сдвига начала или окончания сформированного управляющего импульса на недопустимую величину. Т.к. период следования синхроимпульсов не превышает погрешности формирования заданной циклограммы, то неопределенное состояние J-K триггеров 51...59 продолжительностью до поступления очередного синхроимпульса не сказывается на точности формирования циклограммы и, соответственно, на работе упаковочной машины в целом. The pulse generator 2 generates a sequence of clock pulses supplied to the combined C-inputs of the triggers 51 ... 59. For each clock pulse from the 2-pulse generator J-K, the triggers 51 ... 59 receive information on the J- and K-inputs from the elements 2I-NOT 27 ... 50 and fix it on their outputs. The pulse repetition rate of generator 2 is greater than that of generator 1 and is selected in such a way as to exclude the possibility of malfunctioning due to the undefined state of JK triggers 51 ... 59 due to a change in information at the J- or K-input during the action of the clock pulse, in the form of an unintended operation logic of the packaging machine control device, shifting the beginning or end of the generated control pulse by an unacceptable value. Because Since the synchronization pulse repetition period does not exceed the error in the formation of the given sequence diagram, the indefinite state of J-K triggers 51 ... 59 in duration until the next synchronization pulse does not affect the accuracy of the formation of the sequence diagram and, accordingly, the operation of the packaging machine as a whole.

Claims

A device for controlling a cyclic packaging machine comprising a pulse generator with a switch, a counter, a code converter and a logic element connected in series, the switch being connected to the input of the generator, characterized in that the generator is introduced with a higher pulse frequency than the first and connected to the input logical element, while the switch is connected to the input of the second generator.