Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1991 года по МПК H02P8/14 

Изобретение относится к элекгротехни ке, а именно к управлению электрическими машинами и может быть ИСПОЛЬЗОБЗНО в системах управления промышленным осе рудованием где используется привод ча базе шагового двигателя

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за с--ет формирования произвольного закона движения шагового двигагепя

На чертеже приведена функционалы ;ч схема предпагаемого устройства для управления шаговым двигателем

Устройство содержи; параллельный программируемый интерфейс 1 i.nni1j первый коммутатор 2 первый 3 и второй 4 оперативные запоминающие устройства (ОЗУ)

генеолтэс t-мпупьсов Ь оегистр 6, управля емый делитель частота (УДЧ) 7 первый 8 и второй 9 ,чтм 11 в орой коммутатор 10 . 11 и вторгй 2 Стетчики и KOMMVTE- iOf , аз 13 БХО.ПЙМИ устройства сзляютск hrid г ациончые .-ходы ППИ 1, состоящие из шин адреса данных и управляющих сиг- Первый канал обмена ППИ 1 подкпю- «ен к первому информационному сходу первого оммуи:рор : 2 второй канал под- ь т счен и информационным входам первого 03V 5 пеоаая третьего канала под- пюиена кутр вл«ющям входам первого 3 и BT( л ОЗУ а вторая - к управляющему входу 1еозо о ксммугаюра Четвертый канал обмена ППИ 1 под-тиочен к ичформзц - онным вводам второго ОЗУ 4 Второй

О ОТ

С

V,

J

информационный вход первого коммутатора 2 соединен с информационным выходом; первого счетчика 11. а выход первого коммутатора 2-е адресными зчодами первого 3 и второго 4 ОЗУ. Первый выход первого ОЗУ 3 подключен к управляющему входу регистра 6, второй -- к первому входу первого элемента М 8, третий -- к первому входу второго элемента И 9, четвертый - к управляющему входу второго коммутатора 10, а пятый - к управляющему входу второго счетчика 12. Выходы второго ОЗУ 4 соединены с информационными входами регистра 6 и установочными входами второго счетчика 12, а выход регистра 6 - с установочными входами УДЧ 7, счетный кход которого подключен к выходу генератора импульсов 5, а выход - к вторсиу входу первого элемента Ш 8. Выход первого зле; мента 1/1 8 соединен с вторым входом второго элемента И 9, первым информационным входом второго коммутатора 10 и счетным входом второго счетчика 12, выход которого подключен к второму информационному зходу второго коммутатора 10. Выход второго коммутатора 10 подключен к счетному входу первого счетчика 11, а выход второго элемента И 9 - к входу коммутатора фаз 13, выход которого является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Вначале происходят занизь параметров движений в первый 3 и эторйй 4 ОЗУ. Для зтого 3Keiii iee устройство s соответствии с логикой работы ПНИ 1 помещают на вторую ЛИНМ5О третьего кзнзлг ойменй ППИ 1 логический уровень, насгра заюидай первый коммутатор 2 н;э рерздзчу сигналов на адресные входы ОЗУ с г-ервого кэнзла обмена ППИ 1. Затем на линии первого канала помещается ход адреса ячейки ОЗУ, а на линии второго и четвертого каналов -- код, который должен быть загружен в эту ячейку, После этого на перЕгую ЛУ .НИЮ третьего канала обмена внешним устройством подается логический уровень, обеспечивающий запись информации в ОЗУ, который затем снимается. Таким образом, происходит загрузка информации по всем адресам ОЗУ. По окончании загрузки на вторую линию третьего канала подается потенциал, настраивающий первый коммутатор 2 на передачу на адресные входы ОЗУ сигналов с информационных выходов первого счетчика 11

Работа устройства можзт происходитьЕ следующих режимах: режиме движение с переменной скоростью, режиме движения с

0

5

9

постоянной скоростью и режиме кратковременной остановки.

В режиме движения с переменной скоростью с первого выхода первого ОЗУ 3 на управляющий вход регистра 6 подается логический уровень, разрешающий сигналам с информационных входов проходить на выход регистра. С второго и третьего выходов первого ОЗУ 3 на первые входы первого 8 и второго 9 элементов И поступают уровни логической 1, разрешая прохождение импульсов с выхода управляемого делителя частоты 7 на зход коммутатора фаз 13, т.е. разрешая движение шагового двигателя. С четвертого выхода первого ОЗУ 3 на управляющий вход второго коммутатора 10 поступает логический уровень, разрешающий прохождение импульсов на счетный вход первого счетчика 11 с выхода первого элемента И 8. При этом обеспечивается пере- ключение первого счетчика 11 при отработке каждого шага С пятого выхода первого ОЗУ 3 на управляющий вход второго счетчика 12 подается логический уровень, запрещающий его работу. В этом режиме содержимое второго ОЗУ 4 интерпретируется как код скорости. В режиме движения с постоянной скоростью на управляющий аход регистра 6 с первого выхода первого блока ОЗУ 3 подается сигнал в виде логического уровня, обуславливающий хранение в регистре 8 информации, присутствовавшей на аго информационных входах в момент подачи /того сигнала. При этом изменение хода на информационных входах регистра б не вызывает изменения состояния на его выходах. На втором и третьем выходах первого блока ОЗУ 3, как v, в предыдущем режиме, сохраняется уровень логической 1, а с четвертого выхода на управляющий вход второго коммутатора 10 поступает логический уровень, обеспечивающий прохождение на вход первого счетчика 11 импульсов с выхода второго счетчика 12. С пятого выхода первого ОЗУ 3 на управляющий зход второго счетчика 12 подается логический уровень, фиксирующий код, подаваемый на его установочный вход с выхода второго ОЗУ 4 и разрешающий работу счетчика 12. В этом режиме информация на выходах второго ОЗУ 4 имеет физический смысл числа .шагоз, которое необходимо отработать с постоянной скоростью. Режим кратковременной остановка отличается от предыдущего режима лишь тем, что с третьего выхода первого ОЗУ 3 на первый вход второго зле- мента И 9 подается сигнал уровня логического О. При этом запрещается прохождение импульсов на аход коммутатора фаз 13 и, следовательно, не происходит

движения шагового двигателя. Длительность остановки рассчитывается как произведение периода следования импульсов на выходе УДЧ 7, определяемого величиной кода на его установочном входе, на чистс этих периодов, определяемое кодом, загруженным во второй счетчик 12. Отработка устройством запрограммированной траектории начинается с того, что первый счетчик 11 сбрасывается в нулевое состояние (цепи сброса на чертеже не указаны). Состояние счетчика 11 через первый коммутатор 2 поступает на адресные входы ОЗУ 3, 4, выбирая нулевую ячейку, Пусть движение начинается с разгона двигателя (режим переменной скорости). Тогда на выходах первого ОЗУ 3 формируются соответствующие сигналы, обеспечивающие выполнение этого режима, а на выходах второго ОЗУ 4 появляется код начальной скорости, который через регистр 6 поступает на установочные входы УДЧ 7. На выходе УДЧ 7 появляются импульсы, период следования которых определяется частотой, поступающей на вход УДЧ 7 с выхода генератора импульсов 5, к коэффициентом деления, заданные кодом на установочных входах УДЧ 7. Эги импульсы, период следования которых опреаея е- время отработки одного шага шагсвьм зы- гателем, т.е. его скорость, с выхода ДЧ 7 через элементы И 8, 9 поступают на дхсч коммутатора фаз 13. Первый же импv/льс с выхода управляемого делителя частот 7 через первый элемент И 8 и второй татор 10 попадает на счетный вход nspeoL. счетчика 11 и переключает его в следующие состояние, которое подается на адресные входы ОЗУ 3, 4. В результате происходит выборка данных из следующей ячейки. При этом, если режим движения с переменкой скоростью не окончен, значения сигналов на выходах первого ОЗУ 3 не изменяется, а на установочные входы УДМ 7 поступает новый код скорости, в соответствии с которым изменяется период следования импульсов на входе коммутатора фаз 13 м скорость шагового двигателя. По окончании разгона происходит переход к движению с постоянной скоростью. На последнем шггз. отрабатываемом в режиме переменной скорости, когда скорость достигает требуемой величины, с первого выхода первого ОЗУ 3 поступает сигнал, переводящий регистр 6 в режим хранения, обеспечивая фиксацию последнего кода скорости на установочных входах УДЧ 7 до окончания режима. УДЧ 7 отрабатывает очередной шаг, состояние первого счетчика 11 увеличивается из единицу и из следующей ячейки через четвертый выход первого ОЗУ 3 на управляющий

5

0

F

0

5

0

С

RXGE второго коммутатора 10 поступает ло гический сигнал, подключающий вход первого счетчика 11 к выходу второго счетчика 12. Одновременно на выходах второго ОЗУ J поле./ яется код перемещения, поступающий на установочные входы второго счетчика 12, а на пятом выходе первого ОЗУ 3 - си нал, записывающий этот код в триггеры счетчика 12 и разрешающий его работу. Им- ny.ihcv с выхода управляемого делителя частоты 7 поступают на счетный вход второго C4- ;-: vca 1 и, когда количество этих импуль- сравняется с величиной загруженного коца, ма выходе второго счетчика 12 появит ся ir/пул с, переключающий первый чик 11 D следующее состояние. Отработка перемещен -/ ,а:йна, и происходит переход к спедуч: режиму. В режиме кратковременно, остановки, который осуществляется , кг. и рэжим движения с постоянной скоростью, одновременно с сигналом хранения, поступающим на управляющий .з оегхстра б, на первый вход второго згементз И 9 с третьего выхода первого 03V 3 поступает сигнал уровня логического С , обеспечивая остановку шагового двигателя ке fpevq отработки режима. Когда будет завершен отработка полного пе- ремещэнич, с Р сфого чыходз г-ер во го ОЗУ 3 чз первый вход перього элемента 1/1 Б поступает г.мгч,- ; логического О, запрещающий гсступлоние имг ;яьсов с выхода УДЧ 7 на ЗАОП комг :зтора фаз 13 и первого 11. Схеьа завис ет в этом состся- ии л Кохоа го ; дотех пор, лока в ОЗУ 3 4 устройства к с записывается информа- ц - я z 1тэп 5 движения шагового даи- . Достигнугач в поедлггзездом устройстве зусскаг п-.блость учравчснич скоростным оежммом шагового двигателя в сочетании с обеспечением высокой точности позиционирования, а также автономность устройства позволяют использовать его з системах управления самыми разнообразными шаговыми приводами. При этом достигается положительный технико-экономический зффектзз счет унификации. Кроме тоги, зависимость формирования более слол чых, по сравнению с прототипом, скоростных режимов позволяет увеличить время автономной работы устройства и тем самым уменьшить суммарное время общения его с внешним устройством. 8 результате внешнее устройство может обслуживать Большее число периферийных устройств, что приводит к удешевлению системы управления з целом.

Формула изобретения Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее генератор, управляемый делитель частоты, перкый коммутатор, первое оперативное запоминающее устройство, регистр, перпый и второй счетчики, первый элемент М, коммутатор фаз и параллельный программируемый интерфейс с шинами адреса, данных и управляющих сигналов, первый капал обмена которого подключен к первому информационному входу первого коммутатооа, выход которого соединен с адресными входам первого оперативного запоминающего устройства, второй канал обмена параллельного программируемого интерфейса подключен к инфоомационным входам первого оперативного запоминающего устройства, первая линия фетьего канала обмена параллельного программируемого фейса подключена : управпяющему входу первого оперативного загюмина ощего у. ромства, а вторая - к управляющему входу первого коммутатора, второй информационный вход которого соединен с выходов первого счетчика, первый выход первого оперэтивно запоминчюшего устройств соединен с пр-звляюшим входов регистра, а второй - с первым входом пернпго элемег- та И, второй вход которого подключен j выходу уппавляемоп делител-i частоте вход управляемого дс;пмтег5 часто r-i по; ил С ч зч к . оператор, а т л ь - с щ э е . тер- что, с це/юю рс си.;и- еч1/я ф /Ц огал HoIX ВОЬМО.ЧССТЬ / ГЛ (НО )0

проиаесльного закона иэ -ене - 1 г ко or n/,

движения, в него введены второе оперятив мое запоминающее устройство, второй коммутатор и второй элемент И причем информационные входы второго иперагив

ного запоминающего устройства соелинень, с выходами четвертого канала обмена параллельного программируемого /итерфей- сз, адресные входы втооого оперативного JR, оминающего устройства ойьединены с

с дреснч1ми зходэмм nepaoi о оперативного запоминающего с ройгл а управляющий его вход - с управляющим входом порього оперативного запоминающего устройства, а выходы соединены с у л очсэоч.ымь зходзми бгорого счетчика и информационными входами регистра, аихоцы которого подключены к установочном входа / упрапяяе- Moso делителя частоты, ipeu-.й выход первого оперативного запоминающего устроиства соединен с первыгч входе м второго элемента И, четвертый выход - с управляющим входом второго коммутатора, пятый выход - с управляющим входом второго счетчика, первого элемента И под5 ключей к второму входу второго элемента И, первому информационному входу второго коммутатора и счетному входу второго счетчика, РЫХОД которого соединен г, вторым ычфср оциомным входом старого коммутаJ fOpu, ВГОРСГО (. N5P. FOpS ПООЧЛЮ11зи k входу пср - ою счогчика а выход ;ifct.tp / - -л:сзу коммутатора

фаз

Изобретение относится к электрп-ел- .- ке, а именно к управлению электрически-. машинами Цель изобретения - расии-;е ние функциональных возможностей за CUGT формирования производного закона изменения KOUOCT.I дл, ,c-uiq Угiройс ьо ссД« РЖ , 1Я РрОГрЗММИОьг ЫЙ интерфе Г 1, гергь и 2 и РТОПОЙ 10 торы, Р FiOuon ч блоки 03/ генератор имм 1ьсов 5, регистр 6, управляемый ен тсл . частого г, 8 и второй С snFvcn ь И, рервь,ч 1 i и рторой 12 счетчики , р фаз 1 рограпмирован-ю зч- ктчЈ Д8ижe лг производится внешним усч- ;,JI/CTBOM несс1-;, ичфсоиаци / о TViv-ртра4 и ;,jx дЕ леь ия в С .,/ 3, -1 11ослр ;s 3ki.i 03- работа G гртзлени.ю дви Могового J.BSITS-олч и осхг .И зггоно ю тпойстйо реализ - v, r:v/i, i о. я с постоянной , внже} и о 1 ье екноп скорогть О 1пг меччо: а-прг 1 ил