Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1988 года по МПК H02P8/00 

со о ел со 4; ю

1

Изобретение относится к управлению электродвигателями и может быть использовано при разработке шаговог электропривода.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем оперативного программирования параметров перемещения.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, элемент И 3, коммутатор 4 фаз блок 5 управления параметрами перемещения (БУПП).

БУШ содержит параллельный программируемый интерфейс (ППИ) 6, делитель 7 частоты, реверсивный счетчик 8, счетчик 9 величины перемещения, демультиплексор 10, коммутатор 1 кналов, оперативное запоминающее устройство 12, регистр 13.

При построении ППИ 6 может быть использован параллельный программируемый интерфейс К580ИК55.

Делитель 7 частоты, реверсивный счетчик 8, счетчик 9 величины перемещения могут быть реализованы на микросхемах К155ИЕ7 серии КР155.

Демультиплексор 10 может быть построен по стандартной схеме на базе элементов серии 155,

Коммутатор 1 каналов может быть построен либо на схемах КМ155ЛР1 серии 155, либо на БИС К 580ИК55,

Оперативное запоминающее устройсво I2 может быть выполнено на интегральных схемах КР565РУ2А,

5

0

5

0

5

него только то устройство, адрес ко- торого совпадает с кодом, присутствующим на адресной шине. После этого активное устройство помещает на шину данных слово, которое необходимо загрузить в регистр выбранного внешнего устройства и, наконед, на шине управления, появляется слово управления, по которому содержимое шины данньгх загружается в регистр выбранного устройства.

Аналогично осуществляется чтение содержимого регистра выбранного устройства. Таким образом, при подаче одного и того же кода на входы всех блоков (например, на входы данных) запись этих данных будет произведена в регистр того блока, чей адрес совпадает в данный момент с кодом, присутствующим На адресной щине. Запись параметров движения ПЩ осуществляется подачей на адресные линии адреса того элемента, к. которому следует обратиться, после чего на шину данных подается код , определяющий параметр движения, и на шину управления слора управления, по которому содержимое шины данных загружается во внутренний регистр программно-доступного элемента.

В данном устройстве программно- доступными элементами являются элементы 7, 8 и 12,

Это дает возможность программиро- вать величину начальной скорости движения, ускорение движения, и геометрические параметры перемещения (величину участка разгона, величину участ

Изобретение относится к электротехнике, к системам автоматического регулирования . Целью является рас- пшрение функциональных возможностей устройства путем оперативного программирования параметров перемещения. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, элемент ИЗ, блок 5 управления перемещением и коммутатор 4 фаз. Элементы, определяющие временные и геометрические параметры перемещения, являются программно-доступными. Это да ет возможность изменять параметры пе ремещения даже в ходе движения. Внеш нее устройство обращается ц предлагаемому устройству только в момент программирования параметров перемеще ния, а все остальное время может выполнять другие операции. Предлагаемое устройство сохраняет автономность работы и может быть использова но при работе с пультом ручного управления. Программирование временных параметров движения обеспечивается записью в реверсивный счетчик 8 и делитель 7 частоты блока 5, определяющих начальную скорость движения и ускорение движения на участках разго на и торможения. Программирование геометрических параметров перемещения обеспечивается записью в оперативное запоминающее устройство 12 блока управления определяющих режим движения. 1 ил. I- (Л

Регистр 13 может быть построен на 40 ка торможения и величину участка двимикросхеме К589ИР12, К580ВА86,

Устройство относится к системам, обмен между программно-доступными элементами которых обеспечивается

посредством трех шин обмена информа- 45 включении питания, элементы

цией (адресной шины, шины данных, шины управления). Все программно-доступные элементы подобной системы подключены к шинам обмена через внутренний интерфейс, состояпщй, как минимум, из дешифратора адреса, регистра данных и дещифратора слова управления. Процесс обмена информацией между двумя устройствами начинается помещением активным устройством на адресные линии адреса устройства, к которому оно намерено обратиться. Данный адрес присутствует на входах всех устройств, однако реагирует на

50

55

8, 7, 9 и 13, входящие в БУПП 5, ус танавливаются в нулевое состояние. При этом нулевое состояние регистра 13 обеспечивает запрещающий потенци ал на управляющем выходе БУПП 5, а также запрещение прохождения сигнал с выхода делителя 7 частоты через демультиплексор 10 на входы счетчика 8 величины перемещения.

Программирование параметров пере мещения осуществляется в следующем порядке,

Вначале в соответствии с логикой работы ППИ 6 внешнее устройство (БУ

женин на достигнутой скорости),

Устройство работает следующим образом.

По сигналу Сброс, вырабатываемо включении питания, элементы

8, 7, 9 и 13, входящие в БУПП 5, устанавливаются в нулевое состояние. При этом нулевое состояние регистра 13 обеспечивает запрещающий потенциал на управляющем выходе БУПП 5, а также запрещение прохождения сигнала с выхода делителя 7 частоты через демультиплексор 10 на входы счетчика 8 величины перемещения.

Программирование параметров перемещения осуществляется в следующем порядке,

Вначале в соответствии с логикой работы ППИ 6 внешнее устройство (БУ)

помещает на линии канала связи счетчика 8 с ППИ 6 код, соответствующий начальной скорости перемещения (f) исполнительного органа.

После этого ВУ помещает на линии канала управления ППИ 6 код, по которому содержимое канала связи счетчика 8 с ППИ 6 загружается в реверсивный счетчик 8.

Далее на линии канала связи счетчика 7 с ППИ 6 помещается код, определяющий величину ускорения перемещения, на участках разгона (торможения) , после чего на линии канала управления ППИ 6 помещается новый код по которому содержимое канала связи счетчика 7 с ППИ 6 загружается в делитель 7 частоты.

Геометрические параметры перемещения программируются в ОЗУ I2.

Для этого на линии канала управления помощается код, который переводит коммутатор 1 1 каналов в режим передачи на адресные входы ОЗУ 12 содержимого канала связи коммутатора 1 1 с ППИ 6.

На линии этого канала помещается код, соответствующий адресу нулевой ячейки ОЗУ 12.

На линии канала связи ОЗУ 12 с ППИ 6 помещается код, обеспечивающий режим разгона ЩЦ, которьй загружается в нулевую ячейку ОЗУ 12 при появлении на линиях канала управления со- gg ние разгона, в регистр 13 загружается новый код, который обеспечивает запрет прохождения частоты с выхода делителя 7 частоты на входы реверсивного счетчика 8. С этого момента коэффициент деления делителя 2 частоты остается неизменным, а перемещение осуществляется на постоянной скорости, достигаемой к моменту окончания разгона.

ответствующего кода.

После этого по адресу, двоичное представление которого эквивалентно участку разгона (1р), в ОЗУ 12 заносится код, обеспечивающий движение на достигнутой скорости.

После этого по адресу, двоичное представление которого эквивалентно сумме участков разгона и движения на достигнутой скорости (1р + 1), в ОЗУ 12 заносится код, обеспечивающий режим торможения.

И, наконец, по адресу, двоичное представление которого эквивалентно величине участка полного перемещения ((, 1 р+ 1 п + 1 т), в ОЗУ 12 заносится код, обеспечивающий прекращение движения.

После программирования параметров

перемещения на линиях канала 6 управ- gg ние выхода делителя 7 частоты к сум- ления ППИ помещается.управляющее ело- мирующему входу реверсивного счетчи- во, по которому ОЗУ 12 переводится в ка 8. Коэффициент деления делителя режим Чтение, коммутатор 11 кана- 2 частоты начинает увеличиваться, лов подключает к адресным входам что приводит к уменьшению частоты.

653424

ОЗУ 12 выходы счетчика 9 величины перемещения, содержимое которого обеспечивает чтение слова, записанного в нулевую ячейку ОЗУ 12. Состояние четвертого разряда этого слова таково, что информация 5 присутствующая на выходах ОЗУ 12, заносится в регистр 13.

10 В результате этого на управляющем выходе 5 появляется разрешающий уровень; через элемент И 3 на вход коммутатора 4 фаз проходят импульсы с выхода делителя 2 частоты.

15 Кроме того, демультиплексор 10 подключает к входу вычитания реверсивного счетчика 8 выход делителя 7 частоты. Это приводит к уменьшению содержимого на информационных выхо20 дах реверсивного счетчика 8. Коэффициент деления делителя 2 частоты уменьшается, .частота на входе комму- . татора 4 фаз возрастает.

Таким образом, обеспечивается ре25 жим разгона ШД.

Начиная с первого импульса, поступившего на вход коммутатора 4 фаз, содержимое счетчика 9 величины перемещения начинает возрастать, увели30 чивая значение адреса, поступающего на ОЗУ 12. При совпадении содержимого счетчика 9 величины перемещения со значением адреса, по которому в ОЗУ 12 было записано слово на оконча0

ся новый код, который обеспечивает запрет прохождения частоты с выхода делителя 7 частоты на входы реверсивного счетчика 8. С этого момента коэффициент деления делителя 2 частоты остается неизменным, а перемещение осуществляется на постоянной скорости, достигаемой к моменту окончания разгона.

5 Поскольку содержимое счетчика 9 величины перемещения продолжает увеличиваться, то возрастает и адрес, поступающий на ОЗУ i 2.

При совпадении содержимого счетчика 9 величины перемещения с адресом, по которому в ОЗУ I2 было записано слово, определяющее начало торможения, в регистр 13 загружается новый код, который обеспечивает подключе0

поступающей на вход коммутатора фаз 4. Этим обеспечивается режим торможения .

Дальнейшее увеличение содержимого счетчика 9 величины перемещения приводит к тому, что в момент совпадения этого содержимого с адресов, по которому в ОЗУ 12 бьшо записано слово, определяющее окончание движения, в регистр 13 будет загружен новый код, который обеспечит запира ше элемента И 3, а также запрещение прохождения частоты с выхода делителя 7 частоты на входы реверсивного счетчика 8;

Отработка перемещения завершена. Поскольку все элементы, определяющие временные и геометрические параметры перемещения, являются программно-доступными, то возникает возможность изменять значение этих параметров даже в процессе движения, что важно при работе в адаптивном режиме При этом сохраняется автономность устройства и возможность его работы с пультом ручного управления, если нет необходимости применять микропроцессор.

Кроме того, при работе с микропроцессором, последний обращается к предложенному устройству только в моменты программирования параметров перемещения и может все остальное время заниматься другими операциями о Такое техническое решение позволяет, не изменяя оперативной части, использовать устройство для управления исполнительными механизмами с различными характеристиками, что расширяет область их.применения, например, в промьшленных роботах и графопостроителях;

I

Формула изобретения

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее генератор импульсов , делитель частоты с переменным коэффициентом деления, элемент И, коммутатор фаз и блок управления параметрами перемещения, первый им- пульсный вход которого связан с вьгхо дом генератора импульсов и входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого подключен к первому входу элемента И, а вход задания коэффициента деления соединен с информационным выходом блока управления параметрами перемещения, управляющий выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого связан с входом коммутатора фаз и с вторым импульсным входом блока управления параметрами перемещения, снабженного входными шинами, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем оперативного программирования параметров перемещения, блок управления параметрами перемещения содержит параллельный программируемый интерфейс, коммутатор

каналов, оперативное запоминающее устройство, регистр, демультиплексор, реверсивный счетчик с предустановкой, счетчик величины перемещения, программируемый делитель частоты, импульсный вход которого является первым импульснь м входом блока управления параметрами перемещения, выход соединен с входом демультиплексора, выходы которого подключены к входам

прямого и обратного счета реверсивного счетчика, информационный выход которого является информационным выходом блока управления параметрами перемещения, второй импульсный вход

которого является входом счетчика величины перемещения, информационный выход которого соединен с первым входом коммутатора каналов, выход которого соединен с входом адреса оперативного запоминающего устройства, первый, второй и третий выходы которого соединены с соответствующими ин- формационнб1ми входами регистра, четвертый выход подключен к управляющему входу регистра, первый и второй выходы которого соединены с входами селекции демультиплексора, третий вы- ход является управляющим выходом блока управления параметрами перемещения, информационные входы которого состоят из шин адреса, данных и сигналов управления, параллельного программируемого интерфейса, первый канал вывода которого подключен к входам задания начального состояния реверсивного счетчика, второй канал подключен к входам задания коэффициента деления программируемого делителя частоты, третий канал подключен

к входам данных оперативного запоминающего .устройства, четвертый канал соединен с вторым входом коммутатора каналов, первая, вторая, третья, четвертая и пятая линии пятого канала

71365342 -8

соединены соответственно с входом входами разрешения и выбора режима

загрузки реверсивного счетчика, вхо-.работы оперативного запоминакнцего дом загрузки коэффициента деления устройства и входом управления ком- программируемого делителя частоты, мутатора каналов.