Устройство для управления шаговым двигателем

Устройство для управления шаговым двигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике , к системам автоматического регулирования . Целью является распшрение 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1511 4 Н 02 Р 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕВАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4080229/24-07 (22) 19.05.86 (46) 07.01.88. Бюл. Р 1 (72) А.А.Анашкин и П.Ю.Ичанский. (53) 621.313.525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1224944, кл. Н 02 P 8/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

11 928592, кл. Н 02 P 8/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЗЖНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике, к системам автоматического регулирования. Целью является расширение функциональных возможностей устройства путем оперативного программирования параметров перемещения.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, элемент И 3, блок 5 управления перемещением и коммутатор 4 фаз. Элементы, определяющие временные и геометрические параметры перемещения, яв„„SU„„1365342 А1 ляются программно-доступными. Это дает возможность изменять параметры перемещения даже в ходе движения. Внешнее устройство обращается g предлагаемому устройству только в момент программирования параметров перемещения, а все остальное время может вы-. полнять другие операции. Предлагаемое устройство сохраняет автономность работы и может быть использовано 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 разгона и торможения. Программирование геометрических параметров перемещения обеспечивается записью в оперативное запоминающее устройство 12 блока управления определяющих режим движения. 1 ил.

1365342

Изобретение относится к управлению электродвигателями и может быть использовано при разработке шагового 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).

БУПП содержит параллельный прог-! раммируемый интерфейс (ППИ) 6, делитель 7 частоты, реверсивный счетчик

8, счетчик 9 величины перемещения, демультиплексор 10, коммутатор 11 каналов, 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 K155ÈÅ7 серии КР155.

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

Коммутатор ll каналов может быть построен либо на схемах К! .155ЛР! серии 155, либо на БИС К 580ИК55.

Оперативное запоминающее устройство 12 может быть выполнено на интегральных схемах КР565РУ2А.

Регистр 13 может быть построен на микросхеме К589ИР12, К580ВА86.

Устройство относится к системам, обмен между программно-доступными элементами которых обеспечивается посредством трех шин обмена информацией (адресной шины, шины данных, шины управления). Все программно-доступные элементы подобной системы подключены к шинам обмена через внутренний интерфейс, состоящий, как минимум, из дешифратора адреса, регистра данных и дешифратора 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!

О !

Б

55 него. только то устройство, адрес которого 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, наконец, на шине управления, появляется слово управления, по которому содержимое шины данных 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 шине. Запись параметров движения ЩД 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 слова управления, по которому содержимое шины данных загружается во внутренний регистр программно-доступного элемента.

В данноМ устройстве программнодоступными 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 участка торможения и величину участка движения на достигнутой скорости).

Устройство работает следующим образом.

По сигналу "Сброс", вырабатываемому при 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 (BY) 1365342 помещает на линии канала связи счетчика 8 с ППИ 6 код, соответствующий начальной скорости перемещения (f ) исполнительного органа.

После этого BY 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 12.

Для этого на линии канала управления помощается код, который переводит коммутатор 11 каналов в режимпередачи на адресные входы ОЗУ 12 25 содержимого канала связи коммутатора 11 с ППИ 6.

На линии этого канала помещается код, соответствующий адресу нулевой ячейки ОЗУ 12. 30

На линии канала связи ОЗУ 12 с

ППИ 6 помещается код, обеспечивающий режим разгона ШД, который загружается в нулевую ячейку ОЗУ 12 при появлении на линиях канала управления со- З5 ответствующего кода.

После этого по адресу, двоичное представление которого эквивалентно участку разгона (1 ), в ОЗУ 12 заносится код, обеспечивающий движение 40 на достигнутой скорости.

После этого.по адресу, двоичное представление которого эквивалентно сумме участков разгона и движения на достигнутой скорости (1 р + 1 ) В 45

ОЗУ 12 заносится код, обеспечивающий режим торможения.

И, наконец, по адресу, двоичное представление которого эквивалентно величине участка полного перемещения 50 (1о 1 + 1 „+ т)» в ОЗУ 12 заносится код, обеспечивающий прекращение движения.

После программирования параметров перемещения на линиях канала 6 управ- 55 ления ППИ помещается. управляющее слово, по которому ОЗУ 12 переводится в режим "Чтение", коммутатор ll каналов подключает к адресным входам

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, присутствующая на выходах ОЗУ 12, заносится в регистр

13.

В результате этого на управляющем выходе БУПП 5 появляется разрешающий уровень; через элемент И 3 на вход коммутатора 4 фаз проходят импульсы с выхода делителя 2 частоты, Кроме того, демультиплексор 10 подключает к входу вычитания ревер— сивного счетчика 8 выход делителя 7 частоты. Это приводит к уменьшению содержимого на информационных выходах реверсивного счетчика 8. Коэффициент деления делителя 2 частоты уменьшается, частота на входе коммутатора 4 фаз возрастает.

Таким образом, обеспечивается режим разгона ЩЦ.

Начиная с первого импульса, поступившего на вход коммутатора 4 фаэ, содержимое счетчика 9 величины перемещения начинает возрастать, увеличивая 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 окончание 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 ко— эффициент деления делителя 2 частоты остается неизменным, а перемещение осуществляется на постоянной скорости, достигаемой к моменту окончания разгона.

Поскольку содержимое счетчика 9 величины перемещения продолжает увеличиваться, то возрастает и адрес, поступающий на ОЗУ 12.

При совпадении содержимого счетчика 9 величины перемещения с адресом, по которому в ОЗУ 12 было записано слово, определяющее начало торможения, в регистр 13 загружается новый код, который обеспечивает подключение выхода делителя 7 частоты к суммирующему входу реверсивного счетчика 8. Коэффициент деления делителя

2 частоты начинает увеличиваться, что приводит к уменьшению частоты, 1365342 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 адресом, по которому в ОЗУ 12 было записано слово, определяющее окончание движения, в регистр 13 будет загружен новый код, который обеспечит запирание 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.

Такое техническое решение позволяет, не изменяя оперативной части, использовать устройство для управления исполнительными механизмами с различными характеристиками, что расширяет область их применения, на1 пример, в промышленных роботах и графопостроителях;

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 импульсный вход которого связан с выходом 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 комму5 татора 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 импульснь1м входом блока управления параметрами перемещения, выход соединен с входом демультиплексора, выходы которого подключены к входам

25 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 опера35 тивного запоминающего устройства, первый, второй и третий выходы которого соединены с соответствующими информационнйми входами регистра, че гвертый выход подключен к управляюще4О му входу регистра, первый и второй выходы которого соединены с входами селекции демультиплексора, третий выI ход является управляющим выходом блока управления параметрами перемеще45 ния, 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 коммутатбра каналов, первая, вторая, третья, чет.вертая и пятая линии пятого канала

1365342

Составитель В.Алфимов

Редактор Г.Волкова Техред М.Ходанич Корректор M-Шароши

Заказ 6655/55 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород, ул. Проектная, 4 соединены соответственно с входом загрузки реверсивного счетчика, входом загрузки коэффициента деления программируемого делителя частоты

5 входами разрешения и выбора режима работы оперативного запоминающего устройства и входом управления коммутатора каналов.