CS239530B1

CS239530B1 - Connection of electronic switches for electromagnets control on roud knitters controlled by microcomputer

Info

Publication number: CS239530B1
Application number: CS833662A
Authority: CS
Inventors: Pavel Bucek
Original assignee: Pavel Bucek
Priority date: 1983-05-24
Filing date: 1983-05-24
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS366283A1

Abstract

Kešení se týká okrouhlého pletacího stroje řízeného mikropočítačem, a to zejímána zapojení elektronických spínačů pro ovládání elektromagnetů. Podstata zapojení spočívá v tom, ze elektronické spínače jsou tvořeny tyristory, do jejichž anodového obvodu jsou zařazeny ovládané elektroaagnety a jejichž řídicí elektrody jsou spojeny s řadou výstugů periferního obvodu mikropočítače, přičemž další z výstupů periferního obvodu mikropočítače je spojen se shášecím obvodem vřazeným do přívodu elektrického proudu k elektromagnetům.The knitting refers to circular knitting a microcomputer-controlled machine, and this is especially important wiring electronic switches for control of electromagnets. The essence of engagement is that the electronic switch they consist of thyristors in whose anode circuits are controlled by electromagnetic magnets and whose control electrodes are connected to a series of peripheral circuit outputs microcomputers, with another of the peripheral outputs the microcomputer circuit is connected with an arc chute incorporated in the inlet current to electromagnets.

Description

Vynález ae týká zapojení elektronických spínačů pro ovládání stejnosměrných akčních členů elektromagnetů na okrouhlém pletacím stroji, řízeném mikropočítačem.The invention relates to the connection of electronic switches for controlling DC actuators of electromagnets on a circular knitting machine controlled by a microcomputer.

U známých provedení se používají jako elektronické spínače výkonové spínací tranzistory. Nevýhodou tohoto řešení je potřebný velký příkon pro vybuzení tranzistoru. Tento příkon musí být přitom dodáván po celou dobu sepnutí. Z tohoto důvodu nelze připojit spínací tranzistor přímo na výstupní svorky periferníňo obvodu port, užívaného v mikropočítačových řídicích systémech bezprostředně ale je potřeba zařadit mezi spínací tranzistor a periferní obvod ještě zesilovač výkonu. V důsled ku poměrně velkého počtu součástek je řešení se spínacími tranzistory nákladné, složité a rozměrné.In the known embodiments, power switching transistors are used as electronic switches. The disadvantage of this solution is the high power required to drive the transistor. This power must be supplied for the entire switch-on period. For this reason, the switching transistor cannot be connected directly to the output terminals of the peripheral port circuit used in microcomputer control systems immediately but it is necessary to include a power amplifier between the switching transistor and the peripheral circuit. Because of the relatively large number of components, switching transistor solutions are costly, complex, and bulky.

Další nevýhodou je nízká energetická účinnost spínače, zbytečně mnoho elektrické energie se mění v teplo, které musí být odváděno přídavným chlazením, ofukováním apod.Another disadvantage is the low energy efficiency of the switch, unnecessarily much electrical energy is converted into heat, which must be dissipated by additional cooling, blowing, etc.

Zařízení podle vynálezu si klade za úkol odstranit uvedené nedostatky stavu techniky. Úkol je vyřešen zapojením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že elektronické spínače jsou tvořeny tranzistory, do jejichž anodového obvodu jsou zařazeny ovládané elektromagnety a jejichž řídicí elektrody jsou spojeny s řadou výstupů periferního obvodu mikropočítače, při239 530 čemž další z výstupů periferního obvodu mikropočítače je spojen se zhášecím obvodem vřazeným do přívodu elektrického proudu k elektromagnetům.It is an object of the present invention to overcome the aforementioned drawbacks. The object is solved by the circuit according to the invention, which consists in the fact that the electronic switches consist of transistors in which the controlled electromagnets are connected to the anode circuit and whose control electrodes are connected to a number of microcomputer peripheral outputs. it is connected to a quenching circuit integrated into the power supply to the electromagnets.

Další výhody a význaky plynou z popisu zapojení elektronických spínačů a z výkresu, kde značí obr. 1 zapojení elektronických spínačů, obr. 2 časový diagram napětí a řídicích impulsů při funkci elektronické^Spínače a obr. 3 příklad zapojení zhášecího obvodu.Further advantages and features result from the description of the wiring of the electronic switches and the drawing where FIG. 1 indicates the wiring of the electronic switches, FIG. 2 shows the timing diagram of the voltage and control pulses during the electronic switch function;

U okrouhlého pletacího stroje jsou pro spínání použity jako elektronický spínací prvek tyristor 1. Jejich počet je dán počtem ovládaných elektromagnetů 2« Na obr. 1 jsou pro jednoduchost znázorněny jen tři. Ovládané elektromagnety 2 jsou zařazeny mezi anody tyristorů _1 a kladnou svorku zdroje 8 stejnosměrného proudu. Paralelně ke každému elektromagnetu 2 je připojena komutační dioda 2* Řídicí elektrody tyristorů 1 jsou připojeny přes omezovači odpory 6 na výstupy periferního obvodu 2 řídicího systému. Periferních obvodů může být při velkém počtu spínacích míst i několik. Na obr. 1 jsou pro jednoduchost znázorněny tři. Periferní obvody 2 jsou připojeny na mikropočítač 8 řídicího systému sběrnicemi 2·In a circular knitting machine, a thyristor 1 is used as an electronic switching element for switching. Their number is given by the number of electromagnets 2 to be controlled. For simplicity, only three are shown in FIG. The actuated solenoids 2 are arranged between the anodes of the thyristors 1 and the positive terminal of the direct current source 8. A commutation diode 2 is connected in parallel to each solenoid 2. The thyristor control electrodes 1 are connected via limiting resistors 6 to the outputs of the peripheral circuit 2 of the control system. With a large number of switching points, there may be several peripheral circuits. For simplicity, three are shown in FIG. The peripheral circuits 2 are connected to the microcomputer 8 of the control system by buses 2.

K napájecímu zdroji 2 J^e připojena vstupní svorka 25 zhásecího obvodu 4 (obr. 3). K ní je připojen kolektor výkonového spínacího tranzistoru 16. Emitor tranzistoru 16 je připojen na výstup ní svorku 22 zhášecího obvodu £. Mezi tutéž svorku a zem je připojena zátěž tvořená odporem 20. S tranzistorem 16 je spojen v tzv. Darlingtonově zapojení tranzistor 12· Součástí tohoto zapojení je odpor 19, zapojený mezi bázi a kolektor tranzistoru 17. Na bázi tranzistoru 17 je ještě připojen kolektor tranzistoru 18. Báze tranzistoru je spojena pomocí omezovacího odporu 21 se svorkou 24, na kterou se přivádějí zhášecí impulsy z periferního ob*. vodu 2 řídicího systému.The power supply unit 2 ^e J input terminal 25 connected to the freewheeling circuit 4 (Fig. 3). The collector of the power switching transistor 16 is connected thereto. The emitter of the transistor 16 is connected to the output terminal 22 of the arc quench circuit. A resistor 20 is connected between the same terminal and ground. A transistor 12 is connected to transistor 16 in a so-called Darlington connection. The base of the transistor is connected by means of a limiting resistor 21 to a terminal 24 to which quench pulses from the peripheral circuit are supplied. control system 2.

Pokud je na svorce 24 nulové napětí, je tranzistor 16 plně vybuzen, jinak řečeno spojuje svorku 23 se svorkou 24, takže ze zdroje J může téci proud do elektromagnetů 2, Přivede-li se však na svorku 24 zhášecího obvodu 4 z periferního obvodu 2 kladný impuls, zesílí se v tranzistorech 17 a 18 a uzavře tranzistor 16. Elektromagnety 2 jsou tak odpojeny po dobu trvání řídicího impul- 5 239 530 su od napájecího zdroje 2· Napětí na výstupní svorce 22 zhášecího obvodu £ je pak vlivem odporu 20 rovn_o nule a tyristory 1 se rozepnou. Zůstávají rozepnuty tak dlouho, než je znovu zapne zapalovací impuls z periferního obvodu 2·If there is zero voltage at terminal 24, the transistor 16 is fully energized, in other words, it connects terminal 23 to terminal 24 so that current can flow from the source J to the solenoids 2. pulse amplified in transistors 17 and 18 and closes the 16th transistor electromagnets 2 are disconnected for the duration of the impulse pilot 5,239,530 Su from the power source 2 · the voltage at the output terminal 22 of the quench circuit is then £ 20 also due to the resistance _of zero and the thyristors 1 open. They remain open until they are switched back on by the ignition pulse from the peripheral circuit 2 ·

Zapojení zabezpečuje tyto funkce.The wiring provides these functions.

1/ Uvedení všech spínacích prvků do rozepnutého stavu, je to výchozí stav, který bude nadále označován jako vynulování spínacích míst,1 / Putting all the switching elements in the open state, this is the default state, which will be referred to as resetting the switching points,

2/ sepnutí programem stanového počtu spínacích prvků,2 / switching by program of tent number of switching elements,

5/ rozepnutí programem stanoveného počtu spínacích prvků z libovolného počtu sepnutých spínacích prvků.5 / opening of the programmed number of switching elements from any number of switching elements switched on.

Vynulování všech spínacích míst se provádí elektrickým impulsem, vyslaným z řídicího mikropočítače 8 do periferních obvodů 2 a odtud do zhášecího obvodu £. Zhášecí obvod přeruší na okam-, žik proud do všech elektromagnetů. Napětí, které se indukuje v cívce elektromagnetu 2, je zkratováno diodou Mikropočítač 8 zabezpečuje, Že řídicí elektrody všech tyristorů 1 jsou přitom na nulovém potenciálu a tak všechny tyristory 1. zůstanou po sepnutí zhášecího obvodu 4 v nevodivém stavu a je zajištěn na všech spínacích místech jednotný výchozí stav.Resetting of all switching points is effected by an electrical pulse sent from the control microcomputer 8 to the peripheral circuits 2 and from there to the arc quench circuit. The arc quenching circuit cuts current to all electromagnets for a moment. The voltage induced in the coil of the solenoid 2 is short-circuited by the diode Microcomputer 8 ensures that the control electrodes of all thyristors 1 are at zero potential, so that all thyristors 1 remain in a non-conductive state after switching the arc-quenching circuit 4. uniform baseline.

Mé-li mikropočítač 8 zajistit vybuzení některého elektromagnetu, vyšle elektrický impuls do periferního obvodu 2 a zabezpečí, aby se tak impuls objevil jen na správném výstupu periferního obvodu 2· Odtud je přiveden odporem £ na zapalovací elektrodu dotyčného tyristoru 1. Tyristor pak přejde do vodivého stavu a vybudí elektromagnet 2, Odpory 6 slouží k omezení zapalovacího proudu na velikost, danou typem tyristoru. U malých tyristorů může být odpor 6 nulový. Dalším charakteristickým příkladem je, že je sepnuto několik tyristorů a některý, nebo některé z nich mají být vypnuty. Mikropočítač J8 vyšle v tom případě zhášecí impuls do zhášecího obvodu £ přes periferní obvod 2· Zhášecí obvod £ odpojí obvody elektromagnetů 2 od zdroje napájecího napětí 2 po dobu, rovnou alespoň době trvání zhášecího impulsu. Všechny tyristory 1 přejdou do nevodivého stavu. Po ukončení zhášecího impulsu se obnoví na anodách tyristorů 1 napětí a mikropočítač 8 vyšle zapalovací impulsy periferními obvody 2 na zapalovací elektrody těch tyristorů 1, kteréIf the microcomputer 8 ensures the excitation of an electromagnet, it sends an electrical pulse to the peripheral circuit 2 and ensures that the pulse is only present at the correct output of the peripheral circuit 2. From there it is fed to the ignition electrode of the thyristor 1. The resistors 6 serve to limit the ignition current to a size given by the type of thyristor. For small thyristors, resistance 6 can be zero. Another characteristic example is that several thyristors are switched on and some or some of them are to be switched off. In this case, the microcomputer 8 sends a quenching pulse to the quenching circuit 6 via the peripheral circuit 2. The quenching circuit 8 disconnects the solenoid circuits 2 from the power supply 2 for a time equal to at least the duration of the quenching pulse. All thyristors 1 go into a non-conducting state. Upon completion of the quenching pulse, voltage is restored at the anodes of the thyristors 1 and the microcomputer 8 sends ignition pulses by peripheral circuits 2 to the ignition electrodes of those thyristors 1 which

- 4 239 530 mají být sepnuty· V době, kdy je rozpojen zhášecí obvod 4 a dochází k vypínání tyristorů 1, vystupuje v činnost komutační dioda 5., která způsobuje, že v obvodu, pozůstávajícím z indukčnosti elektromagnetu 2, a diody existuje indukovaný elektrický proud, v čase exponenciálně klesající a mající původ v elektromagnetické energii jádra elektromagnetu 2. Tento proud způsobuje, že přídržná síla, působící na kotvu elektromagnetu 2 existuje po nějakou dobu ještě i tehdy, když již je elektromagnet 2 odpojen od napájecího zdroje J· Přídržná síla elektromagnetu je obecně malá· Kotva elektromagnetu odpadla by proto až takřka při úplném zániku jeho pole. Podstatně dřív než k tomu dojde, vyšle však mikropočítač 8 do tyristorů 1 v obvodech elektromagnetů, jejichž kotva nemá odpadnout, zapalovací impulsy, které uvedou tyto tyristory 1 do sepnutého stavu a elektromagnety 2 v jejich obvodu se nabudí dříve, než se kotva kteréhokoliv z nich vůbec stačí pohnout.- 4,239,530 to be closed · While the arc quench circuit 4 is open and the thyristors 1 are switched off, a commutating diode 5 operates, causing the circuit consisting of the inductance of the solenoid 2 to be induced and the induced electrical current, exponentially decreasing over time and originating in the electromagnetic energy of the electromagnet 2 core. This current causes the holding force acting on the armature of the electromagnet 2 for some time even when the electromagnet 2 is already disconnected from the power supply J · Holding force the electromagnet is generally small · The electromagnet armature would therefore fall off almost completely when its field disappeared. Substantially before this happens, however, the microcomputer 8 sends ignition pulses to the thyristors 1 in the electromagnetic circuits of which the armature is not supposed to fall off, which energizes the thyristors 1 and energizes the electromagnets 2 in their circuit before the armature of either of them just move.

časový průběh některých napětí a zhášecích a zapalovacích impulsů během jednoho funkčního cyklu je znázorněn na obr. 2.the time course of some voltages and arc quench and ignition pulses during one function cycle is shown in Fig. 2.

Je zde časový průběh 10 napětí U na výstupu 22 zhášecího obvodu. V době t^ až t₂ je toto napětí nulové. Interval až jtg lze nastavit mikropočítačem tak, aby byl delší než je vypínací doba tyristorů.There is a waveform 10 of the voltage U at the output 22 of the arc quench circuit. At time t 1 to t ₂ this voltage is zero. The interval up to jtg can be set by the microcomputer so that it is longer than the switching-off time of the thyristors.

Je zde průběh 11 napětí na anodě tyristorů 1, který byl před příchodem zhášecího impulsu sepnut a má zůstat sepnut. V době tg až t^ je na anodě tyristorů plné napájecí napětí, s příchodem krátkodobého zapalovacího impulsu do zapalovací elektrody tyristoru 1 dochází k sepnutí tyristorů v okamžiku t^ a napětí na anodě tyristorů je rovno úbytku napětí v sepnutém stavu.There is a voltage curve 11 at the anode of the thyristors 1, which has been switched on and is to remain switched on before the arresting pulse has arrived. At the time tg to t ^, there is a full supply voltage at the anode of the thyristors, with the arrival of a short ignition pulse to the ignition electrode of thyristor 1, the thyristors are switched on at t t and the voltage at the thyristor anode equals the voltage drop.

Je zde rovněž časový průběh 12 napětí na anodě tyristorů, který byl před příchodem zapalovacího impulsu sepnut a má se rozepnout. V době tg ^nas-taio zhasnutí·· tyristorů, mikropočítač nevyslal do řídicí elektrody zapalovací impuls, nedošlo k opětnému sepnutí spínače a kotva elektromagnetu 2 odpadne.There is also a waveform 12 of voltage at the anode of the thyristors, which was switched on and is to be opened before the ignition pulse arrives. At the time tg ^nas- taio ·· extinction thyristors microcomputer not sent to the control electrode of the ignition pulse, not for re-closing the switch, and the electromagnet 2 falls.

Též je zde znázorněn časový sled impulsů, vyslaných mikropočítačem do zapalovacích elektrod n-tého, n+prvního a n+druhého tyristorů, přičemž řídicí elektrody těchto tyristorů 1 jsou při- 5 239 S30 pojeny na různé periferní obvody 7. Impulsy jsou za sebou opožděny o dobu, potřebnou ke zpracování dat v mikropočítači 8. Předpokladem pro správnou funkci proto je, že mikropočítač_8 vygeneruje v krátkém čase bezprostředně po skončení zhášecího impulsu postupně tolik zapalovacích impulsů, kolik je v zařízení tyristorů 1.It also shows the time sequence of the pulses sent by the microcomputer to the ignition electrodes of the n th, n + first and n + second thyristors, the control electrodes of these thyristors 1 being connected to different peripheral circuits 7 at 5 239 S30. Therefore, the prerequisite for proper operation is that the microcomputer 8 will generate in a short time immediately after the quenching pulse is completed as many ignition pulses as there are in the thyristor device 1.

Uváděný příklad zhášecího obvodu není jediným použitelným zapojením zhášecího obvodu· Stejně dobře, aniž by to měnilo podstatu vynálezu, lze použít samotný spínací tranzistor, nebo impulsní tranformátor.The example of the arc quenching circuit is not the only usable connection of the arc quenching circuit. Equally well without changing the essence of the invention, a switching transistor itself or a pulse transformer can be used.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

230 530

Wiring of electronic switches for controlling electromagnets on a circular computer controlled by a microcomputer, characterized in that the electronic switches are formed by thyristors (1), into whose anode circuit there are controlled electromagnets (2) and whose control electrodes are connected to a row outputs of the peripheral circuit (7) of the microcomputer (8), wherein another of the outputs of the peripheral circuit (7) of the microcomputer (8) is connected to an arc quench circuit (4) connected to the power supply to the electromagnets (2).

The circuit according to claim 1, characterized in that the arc quench circuit (4) is formed by a Larlington circuit thyristor to which a transistor amplifier is associated, wherein a resistor load (20) is connected to the arc quench circuit output (4).