Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1982 года по МПК H02P8/00 H02P8/36 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

1

Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в системах управления с применением шаговых двигателей.

Известно устройство для управления шаговым двигателем, содержащее последовательно соединенные распределитель импульсов и многоканальный усилитель, счетчик, дешифратор и переключатель импульсов синхронизации, выходы которого Соединены с входами распределителя импульсов и счетчика, а вход через дешифратор - с выходом счетчика р .

Недостатком устройства является ограниченная область применения из-за возможности заклинивания и выхода из строя шагового двигателя при управлении объектом, диапазон перемещений которого имеет пределы.

Известно также устройство, содержащее последовательно соединенные распределитель импульсов и многоканальный выходной усилитель, счетчик.

дешифратор и переключатель импульсов синхронизации, первый и второй входы которого соединены со входами счетчика 2j.

Однако данное устройство характеризуется также невысокой надежностью и ограниченной областью применения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее norj следовательно соединенные распределитель импульсов и многоканальный выходной усилитель, счетчик, дешифратор и переключатель импульсов синхронизации, первый и второй входы которого соединены с входными шинами устройства, третий вход через дешифратор соединен с выходам счетчика, а выходы переключателя импульсов синхронизации соединены с входами счетчика, введены датчики предельных положений объекта, первый и второй триггеры, элемент ЗИ-2ИЛИ-НЕ одновибратор, два элемента ИЛИ, два элемента И, два вентиля и два элемента НЕ, причем выходы элементов И соединены с входами распределителя импульсов, а входы элементов И соединены соответственно к прямым и инверсным выходам первого триггера, с выходом элемента ЗИ-2ИЛИ-НЕ и с выходом первого элемента ИЛИ, первая и вторая группы входов элемента И-2ИЛИ-НЕ соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого и второго триггеров и с выходом .второго элемента ИЛИ, Д-вход первого ;триггера соединен с его инверсным выходом, Д-вход.второго триггера соединен с прямым выходом первого триггера, счетные входы первого и второго триггеров соединены с выходом одновибратора, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которо1 о соединены с выходами датчиков предельных положений объекта , установочные входы первого триггера соединены с выходами соответственно первого и второго вентилей , первые входы которых соединены с шиной Режим работы,а вторые входы с выходами.

первого и второго элементов НЕ, входы которых соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и с выходами переключателя импулвсов синхронизации.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемогоустройства для управления шаговым двигателем.

Устройство содержит дешифратор 1, счетчик 2, переключатель 3 импульсов синхронизации, элементы НЕ и 5, вентили 6 и 7, датчики 8 предельных положений, элементы ИЛИ 9 и 10, одновибратор 11, первый триггер 12, второй триггер 13, элемент ЗИ-2ИЛИ-НЕ k, элементы И 15 и 16, распределитель 17 импульсов, многоканальный усилитель 18.

Устройство функционирует следующим образом.

Если на шине Режим работы установлен высокий потенциал, то импульсы с выходов переключателя 3 импульсов синхронизации 5 через элементы НЕ 4 и 5, вентили 6 и 7 приходят на установочные входы первого триггера 12 и управляют его состоянием. Кроме того, импульсы через

элемент ИЛИ 9 поступают на входы элементов И 15 и 16. До момента достижения предельного положения на выходе элемента ЗИ-2ИЛИ-НЕ И имеется высокий потенциал и импульсы синхронизации через соответствующий элемент И проходят в распределитель 17 импульсов, с выхода которого через многоканальный усилитель 18 они поступают на запитку обмоток шагового двигателя.,

Как только объект, перемещаемый шаговым двигателем, достигает предела, соответствующий датчик 8 предельного положения вырабэтывает сигнал, который через элемент ИЛИ 10 приходит на входы одновибратора 11 и элемента ЗИ-2НЛИ-НЕ И. При этом

на выходе.одновибратора 11 появляется импульс, которйй переключает первый триггер 12 и записывает во второй триггер 13 предыдущее состояние первого триггера 12. Это приводит к тому, что на выходе элемента ЗИ-2ИЛИНЕ l4 сохраняется высокий уровень, с-соответствующий элемент И закрывается и открывается другой элемент И, через который поступают импульсы синхронизации, запускающие двигатель в обратном направлении. Если последую-щие импульсы синхронизации продолжают поступать для отработки шагов двигателем в том же направлении, что и до момента достижения предела, то первый триггер 12 переключается в предыдущее состояние. При этом оба триггера 12 и 13 оказываются в одинаковом состоянии, что приводит к появлению на выходе элемента ЗИ-2ИЛИ-НЕ И ч низкого уровня, блокирующего прохождение сигналов через элементы И 15 и 16 в распределитель 17 импульсов, и работа шагового двигателя прекращается.. .

Если сигналы от датчиков 8 пре ;ельныхположений через элемент ЛИ 10 запускает одновибратор 11 в момент действия импульса синхронизации, то первый триггер- 12, управляемый данным импульсом по установочному входу, сохраняет свое состояние, которое по сигналу одновибратоп ра 11 записывается во второй триггер 12. Если в результате оба триггера 12 и 13 оказываются вновь в одинаковом состоянии, то на выходе элемента ЗИ-2ИЛИ-НЕ 1 появляется низкий уровень, который разрешает прохождение импульсов синхронизации для обработки шагов двигателем в обратном направлении. Если триггеры 1 2 и 1 3 находятся в противоположных состояниях, то на выходе элемента ЗИ-2ИЛИ-НЕ появляется высокий уровень, который разрешает прохождение импульсов через соответствующий элемент И на запитку обмоток двигате ля. Если на шине Режим работы у.становлен низкий уровень, то прохождение импульсов синхронизации на установочные входы первого триггера 12 блокируется. В этом случае направление отработки шагов дв.игателем изменяется на противоположное автоматиче ски-по достижению предельных положений поскольку изменяет свое состояние первый триггер 12 при поступлении на его вход импульсов от одновиб ратора 11. В результате появляется возможность зациклить в заданных пределах перемещение объекта управля емого шаговым двигателем. Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в расширении функциональных) возможностей и повышении надежности работы устройства в целом. Использование новых элементов позволяет применять предлагаемое устройство для управления объектами, диапазон перемещений которых имеет пределы, обеспечивает защиту шаговых двигателей от заклинивания, позволяет зациклить перемещение объекта в заданных пределах. Формула изобретения Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее последова тельно соединенные распределитель им пульсов и многоканальный выходной усилитель, счетчик, дешифратор и переключатель импульсов синхронизации первый и второй входы которого соеди нены с входными шинами устройства, третий вход через дешифратор соеди2Анен с выходом счетчика, а выходы переключателя импульсов синхронизации соединены с входами счетчика, отличающееся тем, что. с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности устройства, введены датчики предельных положений объекта, первый и второй триггеры, одновибратор, элемент ЗИ-2ИЛИ-НЕ , два элемента ИЛИ, два элемента НЕ, два элемента И и два вентиля, .причем выходы элементов И соединены с входами распределителя импульсов, а входы элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого триггера, с выходом элемента ЗИ-2ИЛИНЕ и с выходом первого элемента ИЛИ, первая и вторая группы входов элемента ЗИ-2ИЛИ-НЕ соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого и второго триггеров и с выходом второго элемента ИЛИ, Д-вход первого триггера соединен с его инверсным выходом, Д-вход второго триггера соединен с прямым выходом первого триггера, счетные входы первого и второго триггеров соединены с выходом одновибратора, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами датчиков предельных положений объекта, установочные входы первого триггера соединены с выходами -: соответственно первого и второго вентилей, первые входы которых соединен ны с шиной Режим работы, а вто-ые входы - с выходами первого и второго элементов НЕ, входы которых соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и с выходами переключателя импульсов синхронизации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № , кл. G05 В 11/01,. 2, Авторскоесвидетельство СССР № , кл. G05 В Г1/01, 1977 (прототип).