CS232281B1

CS232281B1 - Input-output circuits of microprocessor regulator

Info

Publication number: CS232281B1
Application number: CS834829A
Authority: CS
Inventors: Jiri Volenik; Emil Lupac
Original assignee: Jiri Volenik; Emil Lupac
Priority date: 1983-06-29
Filing date: 1983-06-29
Publication date: 1985-01-16
Also published as: CS482983A1

Abstract

Vynález vstupně-výetupní obvody mikropočítačového regulátoru se týká obvodů pro spojení mikropočítačového regulátoru s elektrickým nebo hydraulickým pohonem na pracovním stroji a s měřením polohy částí stroje, ovládaných tímto pohonem, Jádrem vstupně-výetupních obvodů podle vynálezu je blok tří jednosměrných programových - čítačů, který se využívá k převodu signálu z impulsního čidla pro měření polohy na sběrnice mikropočítače i k převodu výstupního signálu z mikropočítače na frekvenčně modulovaný signál, kterým jsou přes převodník frekvence-nepětí řízeny dalěí obvody. Tímto způsobem se značně zjednoduěují vstupně-výstupní obvody mikropočítače, což zvyěuje spolehlivost systému. Snadno se též docílí galvanické oddělení vstupních i výstupních signálů od obvodů mikropočítače. Vynalez lze s výhodou použít ne pracovních strojích se regulaci polohy a s elektrickým nebo hydraulickým pohonem.Invention of microcomputer I / O circuits controller refers to circuits for microcomputer controller electrical connection or by hydraulic drive on the working machine and with measuring the position of parts driven by this drive, Core I / O circuits according to the invention is a block of three one-way program counters that are used to convert the signal from the pulse sensor for position measurement to microcomputer bus and output converter microcomputer signal to frequency a modulated signal that is through a converter Frequency-not controlled by other circuits. In this way, I / O is greatly simplified microcomputer circuits, which increases system reliability. Easily also achieve galvanic isolation of input and output signals from microcomputer circuits. Advantageously, the invention may be applied to non-working ones machines with position control and electric or hydraulic drive.

Description

Vynález a· týká vatupni-výstupních obvodů mikropočítačového regulátoru, určených pro spojení s impulsním měřením polohy ne pracovním stroji a s analogovou částí regulátoru tohoto stroje.The invention relates to the input-output circuits of a microcomputer controller intended to be connected to a pulse position measurement on a working machine and to an analog part of the controller of the machine.

Dosud známá vstupné-výstupní obvody mikropočítačového regulátoru jsou řešeny tak, i· na vstupu skutečná.polohy mikropočítačového regulátoru je obousměrný čítač, ve kterém je akumulována dosažená poloha, a na výstupu mikropočítačového regulátoru je číslicově-analogový převodník, který přeměňuje vypočtené řízení z číslicové formy na elektrické napětí potřebné pro řízení dalělch obvodů, např. obvodů pro spínání tyristorů, regulátoru proudu nebo otáček nebo elektrohydraullckáho převodníku.The known input-output circuits of the microcomputer controller are designed in such a way that the actual position of the microcomputer controller is a bidirectional counter in which the accumulated position is accumulated and the output of the microcomputer controller is a digital-to-analog converter. to the electrical voltage required to control other circuits, such as thyristor switching circuits, current or speed controllers, or an electrohydraullic converter.

tt

Jsou taká známy systémy, kde na vstupu dosažené polohy jsou dva jednosměrné čítače a údaj o poloze se vyhodnocuje z jejich rozdílu. Hlavní nevýhodou tohoto zapojení je značné obvodové složitost. Obousměrný čítač skutečné polohy spolu s obvody zajištujícími připojení tohoto čítače na datovou sběrnici mikropočítačového regulátoru zahrnuje řadu integrovaných obvodů.Such systems are known where two unidirectional counters are at the input of the achieved position and the position data is evaluated from their difference. The main disadvantage of this circuit is the considerable circumferential complexity. The bi-directional real-time counter, together with the circuitry ensuring the counter is connected to the microcomputer controller data bus, includes a number of integrated circuits.

V případě použití dvou jednosměrných čítačů, které jsou zpravidla integrovány v jednom pouzdře po třech, se bu5 kombinují pro jejich využití ve více měřicích kanálech, nebo jeden z nich zůstává nevyužit. Také číslicové-analogový převodník na výstupu mikropočítačového regulátoru je složitý komplex obvodů, zvláště v případě, kdy počet bitů číslicově-analogového převodníku je vě.těí než počet bitů datové sběrnice.If two unidirectional counters are used, which are generally integrated in one housing of three, they are either combined for their use in several measuring channels or one of them remains unused. Also, the digital-to-analog converter at the output of the microcomputer controller is a complex circuit complex, especially when the number of bits of the digital-to-analog converter is greater than the number of bits of the data bus.

Delěí komplikace nastává při galvanickém oddělení elektrického napětí potřebného pro řízení dalších obvodů od aběmic mikropočítačového regulátoru, které se řeší bud galvanickým oddělením analogového signálu nebo galvanickým oddělením sběrnice.Longer complications arise in the galvanic isolation of the electrical voltage needed to control other circuits from the microcomputer controller, which is solved either by galvanic separation of the analog signal or galvanic separation of the bus.

Vstupně-výatupní obvody mikropočítačového regulátoru řeší tento problém podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že výstup impulsního čidla pro měření polohy je připojen na vstup bloku úpravy signálu, jehož oba výstupy jsou přes blok logiky připojeny na sériové vstupy dvou jednosměrných čítačů bloku čítačů, přičemž řídicí, adresové s datové vývody bloku čítačů jaou připojeny k systému sběrnic, k němuž jsou dále připojeny řídicí, adresové a datová ýývody mikropočítačového regulátoru a bloku vyhodnocení znaménka, na řídicí sběrnici aystámu sběrnic je připojen řídicí vstup bloku logiky, přičemž sériový vstup třetího jednosměrného čítače bloku čítačů je připojen na hodinový výstup mikropočítačového regulátoru a sériový výstup třetího jednosměrného čítače je připojen ne prvý vstup převodníku frekvence-nepití, jehož druhý vstup je připojen na výstup bloku vyhodnocení znaménka, výstup převodníku frekvence-nepětí je připojen na vstup výstupního zesiloveče, jehož výstup je připojen na vstup dalilch regulačních obvodů.The input-output circuits of the microcomputer controller solve this problem according to the invention. Its essence is that the output of the pulse encoder for position measurement is connected to the input of the signal conditioning block, both outputs of which are connected via a logic block to the serial inputs of two unidirectional counter counters, the control address and data terminals of the counter block being connected to a bus system, to which control, address and data outputs of the microcomputer controller and the sign evaluation block are further connected, a logic block control input is connected to the bus and the bus system, the serial input of the third unidirectional counter of the block is connected to the clock output of the microcomputer the output of the third unidirectional counter is not connected to the first input of the frequency-to-drink converter whose second input is connected to the output of the sign evaluation block, the output of the frequency-to-voltage converter is connected to the input of the output amplifier The output is connected to the input of other control circuits.

Systém vatupně-výstupních obvodů mikropočítačového regulátoru podle vynálezu odstraňuje uvedené nevýhody. Hlavní přednosti podle vynálezu je výrazná zmenšení počtu součástek a velmi jednoduché galvanické oddělení výstupního signálu na vstupu frekvenčně-analogového převodníku, kde stačí galvanicky oddělit pouze dva vodiče. Další výhodou je spolehlivost a nízké náklady.The microcomputer controller input / output circuitry system of the present invention eliminates these disadvantages. The main advantages of the invention are a significant reduction in the number of components and a very simple galvanic separation of the output signal at the input of the frequency-analog converter, where it is sufficient to galvanically separate only two conductors. Another advantage is reliability and low cost.

Vstupně-výatupní obvody mikropočítačového regulátoru podle vynálezu jsou zřejmé z připojeného výkresu.The input-output circuits of the microcomputer controller according to the invention are apparent from the attached drawing.

Systém podle vynálezu sestává z impulsního čidle pro měření polohy J_, které vyhodnocuje skutečnou polohu regulovaného objektu. Déle sestává z bloku 21 úpravy signálu, který upravuje výstupní signál z impulsního čidle J_ pro měření polohy na tvar vhodný pro delší zpracování, z bloku 22 logiky a z bloku 23 čítačů, který obsahuje tři jednosměrné programovatelné čítače 231. 232. 233. Blok 23 čítačů je připojen na systém sběrnic 2, které •pojují vstupně-výatupní obvody a mikropočítačovým regulátorem £ a z dalších regulačních obvodů 2 řízených mikropočítačovým regulátorem £.The system according to the invention consists of an impulse sensor for measuring the position 1, which evaluates the actual position of the controlled object. It further consists of a signal conditioning block 21 that adjusts the output signal from the pulse encoder 11 to a shape suitable for longer processing, a logic block 22, and a counter block 23 that includes three unidirectional programmable counters 231. 232. 233. Counter block 23 It is connected to a bus system 2 which connects the input-output circuits and the microcomputer controller 6 and other control circuits 2 controlled by the microcomputer controller 6.

Zařízení může dále obsahovat nadřazený řídicí systém 6., spojený se systémem sběrníc £. Systém sběrnic £ může, nebo nemusí být totožný s vnitřními sběrnicemi mikropočítačového regulátoru £. Systém sběrnic £ dále sestává z řídicí sběrnice 31. adresové sběrnice 31. a datové sběrnice 33. Sériový výstup třetího jednosměrného čítače 233 je připojen na převodník 24 frekvence-napětí, který převádí frekvenci impulsů na elektrické napětí, jehož polarita je řízena blokem 25 vyhodnocení znaménka. Elektrické napětí z výstupu převodníku 24 frekvence napětí se přivádí přes výstupní zesilovač 26 na dalěí regulační obvody £.The apparatus may further comprise a master control system 6 connected to the bus system 6. The bus system 6 may or may not be identical to the internal buses of the microcomputer controller 6. The bus system further comprises a control bus 31, an address bus 31, and a data bus 33. The serial output of the third unidirectional counter 233 is coupled to a frequency-voltage converter 24 that converts the pulse frequency to electrical voltage whose polarity is controlled by the sign evaluation block 25. . The electrical voltage from the output of the voltage frequency converter 24 is applied via the output amplifier 26 to further control circuits 6.

Systém podle vynálezu pracuje tak, že signál z impulsního čidla ,1. pro měření polohy je přes blok 21 úpravy signálu a blok 22 logiky přiveden podle smyslu pohybu impulsního čidla £ pro měření polohy na sériový vstup vždy jednoho z dvojice jednosměrných čítačů 231. 232. Datové výstupy těchto čítačů jsou prostřednictvím systému sběrnic £ v potřebných okamžicích přenášeny do mikropočítačového regulátoru £ k dalšímu zpracování.The system according to the invention operates in such a way that the signal from the pulse sensor, 1. For position measurement, the signal conditioning block 21 and the logic block 22 are fed to the serial input of one of a pair of unidirectional counters 231. 232. The data outputs of these counters are transmitted to the serial inputs via the bus system at the required times. the microcomputer controller 6 for further processing.

Tímto regulátorem vypočtené hodnoty řízení, určené pro delší regulační obvody £, ae pomocí systému sběrnic £ přenášejí do třetího jednosměrného čítače 233. který je naprogramován jako dělič frekvence. Na jeho sériový vstup jsou přiváděny hodinové impulsy z mikropočítačového regulátoru £ a na jeho sériovém výstupu jsou impulsy proměnné frekvence, která je závislá na číslu přivedeném datovou sběrnicí 33.The control values calculated by the regulator for the longer control circuits 6 are transmitted to the third unidirectional counter 233, which is programmed as a frequency divider, by means of a bus system 6. Its serial input receives clock pulses from the microcomputer controller 6 and its serial output receives pulses of a variable frequency which is dependent on the number supplied by the data bus 33.

Elektrické napětí potřebné pro řízeni dalěích obvodů £ je z této proměnné frekvence vytvářeno v převodníku 24 frekvence-napětí, přičemž polarita tohoto napětí je určována blokem 25 vyhodnocení znaménka řízeného systémem sběrnic £. Na požadovanou úroveň se toto napětí upravuje výstupním zesilovačem 26.The electrical voltage required to control the other circuits 6 is generated from this frequency variable in the frequency-voltage converter 24, the polarity of this voltage being determined by the sign evaluation block 25 controlled by the bus system 6. This voltage is adjusted to the desired level by the output amplifier 26.

Po dobu nulování bloku 23 čítačů je blokem 22 logiky a jeho spojením s řídicí sběrnicí 31 zajištěno, že nedojde ke ztrátě impulsu z impulsního čidla £ pro měření polohy. Pokud mikropočítačový regulátor £ má pracovat v návaznosti na nadřazený řídicí systém £, je tento systém s mikropočítačovým regulátorem £ spojen systémem sběrnic £.While the counter block 23 is reset, the logic block 22 and its connection to the control bus 31 ensure that the pulse from the pulse encoder 6 is not lost. If the microcomputer controller 6 is to be operated in conjunction with a master control system 6, this system is connected to the microcomputer controller 6 by a bus system 6.

Vynález lze využít především v regulaci polohy na pracovních strojích ve spojení s elektrickými nebo hydraulickými pohony.The invention can be used in particular for position control on working machines in connection with electric or hydraulic drives.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A microcomputer controller input / output circuit comprising a pulse sensor for measurement, a signal conditioning block, a logic block, a counter block, control circuits, a bus system, a frequency-voltage converter, a sign evaluation block and an amplifier, characterized in that the pulse sensor output ( 1) for position measurement, it is connected to the input of the signal conditioning block (21), both outputs of which are connected via the logic block (22) to the serial inputs of two unidirectional counters (231, 232) of the counter block (23), the terminals of the counter block (23) are connected to a bus system (3) to which the control, address and data terminals of the microcomputer controller (4) and the sign evaluation block (25) are connected for a longer time to the control bus (31) of the bus system (3) the control input of the logic block (22) is connected, wherein the serial input of the third unidirectional counter (233) of the counter block (23) is at coupled to the clock output of the microcomputer controller (4) and the serial output of the third unidirectional counter (233) is connected to the first input of the frequency-voltage converter (24), the second input of which is connected to the output of the sign evaluation block (25) the frequency-voltage is connected to the input of the output amplifier (26), the output of which is connected to the input of other control circuits (5).

2. The input / output circuits of the microcomputer controller according to claim 1, characterized in that the control, address and data terminals of the control system (6) are connected to the bus system (3).