SU1442975A1 - Устройство дл управлени след щим приводом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматическому управлению и может быть использовано в след щих системах управлени  приводами роботов, манипул торов , а также в системах числового программного управлени  станками . Целью изобретени   вл етс  улучшение эксплуатационных характеристик и расширение функциональньк возможностей . Устройство дл  управлени , след щим приводом содержит формирователь сигналов задани  1, буферные регистры 4,5,7, датчик обратной св зи 2, привод 3, сумматоры 6, 18, генератор импульсов 8, цифроаналоговый преобразователь 9, узел сравнени  кодов 10, элементы И 13, 14, реверсивный счетчик 15, блок уставки максимальной скорости 16, блок формировани  сигнала разгона-торможени  11, узел коррекции нул  датчика 17, блок гальванических разв зок 12. Изобретение позвол ет повысить надежность и помехоустойчивость устройства за счет цифровой след щей системы формировани  аналогового сигнала управлени  приводом, гальванически разв занного от цифровой след щей системы , обеспечить возможность работы устройства с любьми импульсными преобразовател ми перемещений, расщи- рить функциональные возможности за счет аппаратной или программной коррекции нул  датчика обратной св зи. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. (Л

Description

4ib 1чЭ

СО

ы

ел

Изобретение относитс  к автоматическому управлению и может быть использовано в след щих системах управлени  приводами роботов, манипу- л торов, а также в системах числового программного управлени  станками и при решении задач автоматизации технологических процессов, предпочтительно при управлении переме- щением исполнительных органов различных механизмов с абсолютным отсчетом величины перемещени .

Целью изобретени   вл етс  улучшение эксплуатационных характеристик устройства дл  управлени  след щим приводом.

На фиг. изображена структурна  схема предложенного устройства, на фиг. 2 - пример выполнени  схемы генератора; на фиг. 3 - схема блока разгона-торможени ; на фиг. 4 - структурна  схема узла коррекции нул  датчика обратной св зи с вторым сумматором; на фиг. 5 - схема блока уставки ; на фиг. 6 - схема формировател  сигналов задани .

Устройство дл  управлени  след щим приводом (фиг. I) содержит фор- мирователь 1 сигналов задани , датчик 2 обратной св зи, привод 3, третий 4 и втарой 5 буферные регистры, первый сумматор 6, первый буферный регистр 7. генератор 8 импульсов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП 9, узел 10 сравнени  кодов, блок П формировани  сигнала разгона-торможени , блок 12 гальванических разв зок , элементы И 13 и 14, ревер- сивный счетчик 15, блок 16 уставки максимальной скорости, узел 17 коррекции нул  датчика, второй сумматор I8 и исполнительный механизм 19.

Входы узла 17 коррекции подключе- ны к выходам датчика 2 обратной св з а выходы узла 17 коррекции - к соответствующим входам второго сумматора 18, выходы которого подключены к информационным входам второго буферного регистра 5.

В качестве датчика 2 обратной св зи в устройстве может быть использован любой датчик абсолютного отсче- .та, имеющий на выходе параллельный двоичный код с числом разр дов, равным числу разр дов двоичного кода на выходе формировател  сигналов задани , на пример преобразователь пере

5

0 5

,{) Q

с

0

5

мещений кодовый ППК-15. Можно использовать любой фотоэлектрический датчик , но при этом необходимо между датчиком и вторым буферньи регистром 5 включить счетчик-накопитель, который формирует абсолютный двоичный код положени  исполнительного механизма , (На фиг. 1 показаны св зи применительно к датчику 1ШК-15).

Генератор 8 (фиг. 2) может быть выполнен на базе кварцевого резонатора G, элементов НЕ 20-22, счетчика 23, дешифратора 24 и счетчика 25.

Блок i I формировани  сигнала разгона-торможени  выполнен на базе инверторов 26-29 и счетчика 30 с переменным коэффициентом делени . С помощью кода уставки можно изменить коэф- фицр1снт делени  счетчика 30 и,соответственно , измен ть частоту импульсов Fg(,jj,, поступающих на входы реверсивного счетчика 15 через элементы И 13 и 14. Код уставки может быть сформирован с помощью КОДОВР К переклю- чатвлей.ППЮ.

Коррекци  нулевого состо ни  датчика 2 осуществл етс  с помощью корректирующего кода, который формируетс  с помощью кодовых переключателей 31 и 32; преобразовател  33 кода и сумматора 34 (фиг.4), Выходной скорректированный код датчика обратной св зи с выходов второго сумматора поступает на входы регистра 35 и по тактовому сигналу Т вьщаетс  на соответствующие входы первого сумматора 6. Узел коррекции совместно с вторым сумматором 18 позвол ют смещать начало отсчета датчика обратной св зи без изменени  его положени  относительно исполнительного механизма,.

Блок уставки максимальной скорости Привода (фиг. 5) содержит инверторы 36 и 37 и элемент 38 сравнени , проводит сравнение двух кодов, один из которых поступает с выходов реверсивного счетчика 15 через -инверторы 36, а другой код устаВКи может быть сформирован с помощью переключателей ПШО и преобразователей двоично-дес тичного кода в двоичньй аналогично фиг. 4. Когда код уставки и код на выходах счетчика I5 равны между собой, выходной сигнал узла 10 сравнени  кодов через элемент И 14 (фиг о- 1) запрещает, прохождение сигналов FUHB суммирующий вход реBepcHBriofo счетчика 15, при этом код на его выходах, а следовательно, и на зходах ЦА11 останетс  посто нным, соответствующим заданному значению (мчкс) максимальной скорости привода .

Формирователь 1 сигналов задани  (фиг. 6) предназначен дл  формировани  п-разр дного двоичного кода и может быть выполнен в виде задатчи- ка из набора кодовых переключателей ППЮ 39, выходные сигналы которых в виде двоично-дес тичного кода преобразуютс  в п-раз1  дный двоичный код с помощью преобразовател  40

Устройство работает следующим образом .

В исходном положении, когда код задани  на выходе формировател  1 сигналов задани  и код положени  на вькоде датчика 2 обратной св зи равны между собой, на входах первого суматора 6 и, соответственно, на первых входах узла 10 сравнени  кодов присутствует нулевой код рассогласовани , на вторые входы узла 10 сравнени  кодов при этом поступает нулевой код с выходов реверсивного сче

нает измен тьс  (увелргчиватьс ) двоичный код на его выходах. Таким образом происходит разгон привода до тех пор, пока код на выходах реверсивного счетчика 15, а следовательно, код на входах блока 16 уставки не будет равен коду уставки на других входах этого блока. При равенстве этих кодов выходной сигнал нулевого уровн  блока t 6 поступает на третий вход элемента И 14, запреща  прохождение импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика 15. При этом код на его выходах не измен етс  и соответствует заданной максимальной скорости привода.

Такое состо ние сохран етс  до тех пор,пока код рассогласовани  на выходах первого сумматора 6, уменьшающийс  за счет изменени  кода положени  с выходов датчика 2, не. станет меньше кода с выходов реверсивного счетчика 15.

При этом на выходе

узла 1 О срав25 нени  кодов формируетс  единичный сигнал , разрешающий прохождение импульсов с частотой Рипр с выхода блока 1 1 формировани  сигнала разгона-торможени  через элемент И 13 на вычитаю

чика 15. Этот же код присутствует на 30 щий вход реверсивного счетчика 15.

входах цифроаналогового преобразовател , что обеспечивает на его выходе , а следовательно, на входе привода управл ющий сигнал, равный нулю . Система находитс  в согласованном состо нии.

При изменении кода задани  с помощью формировател  1 на выходах первого сумматора 6 формируетс  код рассогласовани , равный разности между кодом положени  (кодом на выходах датчика 8 обратной св зи) и кодом задани .

40 10 сравнени  кодов формируетс  нулевой код. При этом на выходах узла 10 сравнени  кодов формируютс  уровни логического нул , запрещшощие прохождение импульсов с частотой

По тактовому сигналу Т генерато- 45 на входы реверсивного счетчика 15.

ра 8 код рассогласовани  с выходов первого сз мматора 6 переписьшаетс  в буферньй регистр 7 и с его выходов поступает на входы узла 10 сравнени  кодов, так как на его вторых вхо- go этом обеспечиваетс  возможность из- дах присутствует нулевой код с выхо- менени  времени разгона-торможени  и дов реверсивного счетчика 15, на вы- максимальной скорости привода. ходе узла 10 сравнени  .кодов по вл етс  единичный логический уровень , которьм разрешает прохождение импульсов с частотой FunpC выхода блока I1 разгона-торможени  через элемент И 14 на суммирующий вход реверсивного счетчика 15. При этом начиТаким образом -происходит цифровое программно-аппаратное управление сле, д щим приводом с обеспечением цикла разгон - работа - торможение, при

В р де случаев необходимо коррек- сс тировать (устанавливать)нуль датчика обратной св зи без механического отделени  его от привода исполнительного механизма. Например, в механизме перемещени  полотнищ на заданные

Код на выходах счетчика 15 начинает уменьшатьс , соответственно уменьшаетс  выходной сигнал цифроаналогового преоб разовател  9, а следовательно,

и скорость привода. На малой скорости происходит согласование кода положени  и кода задани , и при их равенстве на выходах первого сумматора 6, а следовательноJ на входах узла

10 сравнени  кодов формируетс  нулевой код. При этом на выходах узла 10 сравнени  кодов формируютс  уровни логического нул , запрещшощие прохождение импульсов с частотой

на входы реверсивного счетчика 15.

этом обеспечиваетс  возможность из- менени  времени разгона-торможени  и максимальной скорости привода.

Таким образом -происходит цифровое программно-аппаратное управление сле,- д щим приводом с обеспечением цикла разгон - работа - торможение, при

go этом обеспечиваетс  возможность из- менени  времени разгона-торможени  и максимальной скорости привода.

В р де случаев необходимо коррек- сс тировать (устанавливать)нуль датчика обратной св зи без механического отделени  его от привода исполнительного механизма. Например, в механизме перемещени  полотнищ на заданные

отрезки пути по технологии необходимо установить исходное положение полотнища , но при этом смещаетс  нулевое положение фотош пульсного преобразовател  абсолютного отсчета ГШК-15, В предлагаемом устройстве с помощью узла I7 коррекции нул  дат- чика (фиг. I) можно программно скомпенсировать механическое смещение нул  датчика. Дл  этого с помощью кода коррекции i-ти с помощью кодовых переключателей 31, 32 задаетс  двоично-дес тичный код коррекции, который после преобразовани  в преобразователе 33 3 виде двоичного кода поступает на первые входы второго сумматора 34 (фиг, 4) На вторые входы, сумматора 18 поступает двоичный код с выходов датчшса 2, соответствующий величине смещени  вала датчика 2„ Величину кода коррекции измен ют до тек пор, пока на выходе сумматора 34 не будет сформирован код, равный коду нул  датчика, который поступает через второй буферный регистр 5 на входь первого сумматора 6,

Дальнейша  работа устройства аналогична описанной с той разнице.й, что управление след щей системой происходит отиоситехгьно нового i-iyne- вого положени  датчика. При этом дна- пазог работы датчика абсолютного отсчета измен етс  на величину коррекции нового нулевого положени .

Предложенное устройство позвол ет улучшить эксплуатационные характеристики след щего привода за счет обеспечени  возможности программного изменени  времени разгона-тор-- можени  привода и регулировани  максимальной скорости повьпдени  надежности и помехоустойчивости устройства за счет цифровой след хцей системы формировани  аналогового сигна- да управлени  приводом, гальванич:е ОКИ разв занного от цифровой след щей системы; обеспечени  возможности работь устройства с любыми импульс- ными преобразовател ми, в том числе и с преобразовател ми абсолютного отсчета; расширени  функциональных воз можиостей устройства за счет аппаратной ,1-ши программной коррекции нул  .датчика обратной св зи.

Claims (1)

1. Формула изобретен и 

   1 о Устройство дл  управлени  след щим Приводом, содержащее генератор

   импульсов 5 формирователь сиг налов задани , датчик обратной св зи, механически св занный с приводом, первый

   и второй сумматоры, два элемента И, отличающеес  тем, что, с целью улучшени  эксплуатационньгх характеристик , в него введены узел сравнени  кодов 5 первый, второй и третий буферные регистры; блок формировани  сигнала разгона-тормолсени , блок уставки максимальной скорости, реверсив - ный счетчик, блок гальванических разв зок и цифроаналоговы:й преобразователь , первый вход которого через блок гальванических разв зок соединен с первым в}содом узла сравнени , входом , блока з стазки макошальной скорости и с вькодом реверсивного счетчика, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И. второй вход - к выходу Bi oporo элемента И, первый вход которого соединен с выходом блока устазки максимальной скорости,

   второй вход - с первым вькодом узла сравнени  кодов,, а третий вход - с зькодом блока формировани  сигнала разгона-тормо;-кени  и с 1шрвь;м входом первого элег ;анта И, второй вход которого подключен к второму выходу узла сравнени  кодовэ второй вход которо™ I o подктаочен к выходу первого буферного регистра., вход записи которого соединен с первьЕ вькодом генератора

   .ш-тульсов, второй вькод -- с входом блока формировани  сигнала разгона- торможени , знаковьп вход цифроана- логового преобразовател  соединен с nepBbit f выходом первого с -гматора,

   второй выход которого подключен к илфорг.зационному входу первого буферного регистра, второй вход первого сумматора подключен к инверсному вы- ходу второго б уферного регистра,а первый вход -к выходу третьего буферного регистра .вход записи .которого соединен с входом записи второго буферного регистра и с третьи - входом генератора Импульсов, а информационный вход с выходом формировател  сигналов задани , информационный вход второго буферного регистра соединен с выходом датчика обратной св зи, а выход цифроаналогового преобразовател  подключен к входу ,

   2, Устройство по Пс 5 о т л и - ч а ю щ а е с   тем, что с целью расиирени  функциднальнык возможно стей, в него введен узел коррекции

   нул  датчика обратной св зи, входы которого подключены к выходам датчика обратной св зи, а выходы подклю/ / кг

   Hod устаёки. бремени, разгона (тормтенир)

   чены к входам второго сумматора, выходы которого подключены к третьему входу второго буферного регистра.

   UZ.l

   1 §1

   i - ||

   tj § Is

   I

   p

   I

   Фиг. 5

   I I