CS267955B1 - Zařizoni pro programové řizoni krokového motoru - Google Patents

Abstract

Je řešeno zařízeni pro řízeni krokového motoru využívající jednočipového mikropočítače a nčkolika podpůrných obvodů. Jednočipový mikropočítač je propojen Jednak s obvodem pro zadávání činnosti, 3 obvodom pro zadání programu a obvodem pro zadávání počtu kroků, ryohlosti motoru a smčru otáčení, jednali se zobrazovací jednotkou a obvodom signalizace chybného programováni a chybné manipulace se zařízoním, a jodnak s obvodem pro zadáváni druhu provozu. Toto propojení dovoluje realizovat tři režimy činnosti mikropočítače, a to rožim programování, rožim ručního řízoní krokového motoru a režim programového řízeni krokového motoru. Dále jo mikropočítač spojon s převodníkem čislo/frokvonco, ktorý zajišlujo generováni řídících pulsů, jejichž frekvonoo odpovídá požadovaná rychlosti motoru. Mikropočítač jo rovněž propojen s pamčími RAM a EPROM sloužioioh pro uloženi dat a programu činnosti raikropočítačo.

Description

Vynález so týká zařízení pro programová řízení krokového motoru, přičemž výstupem přístroje jsou řídící pulsy, které jo možno přivést na zesilovače jednotlivých vinutí krokového motoru. Přístroj zajištuje generování řídících pulsů o frekvenci zadané požadovanou rychlostí motoru v jednotlivých úsecích programu, počtem zadaných kroků jirogramu a Jeho směru otáčení.

Dosud známá zapojení volně programovatelných systémů pro programové řízení krokových motorů této třídy jsou realizována zo stavebnic mikropočítačů. Hlavní nevýhodou těchto řošoní jo složité zapojení, velká oona jednotlivých dosok, nevyužití všech součástek desek, nižší spolehlivost, velké rozměry a hmotnost.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro programové řízení krokového motoru, s jednočipovým mikropočítačem s prunčtí podlo vynálozu. Joho podstatou je, žo první vstupně-výstupní brána jednočipového mikropočítače je propojena jednaje s datovými výstupy paměti RAM, jednak s datovými výstupy pamčti EPROM či PROM a Jednak se vstupy budiče sběrnic. Výstup budiče sbčrnic je propojen s adresními vývody paměti RAM a s adresními vývody paměti EPROM, Vývody signálů pro čtení a zápis jednočipového mikropočítače Jsou spojeny s vývody paměti RAM a vývod jednočipového mikropočítače je propojen s vývodem budiče sběrnic. Jednočipový mikropočítač je dále spojen s pamětí EPROM, která je adresními vývody spojena s první polovinou třetí vstupně-výstupní brány, dále se vstupem prvního expanderu, se vstupem druhého expanderu a so vstupem třetího expanderu. Výběrový vstup prvního, druhého a třetího expanderu Je propojen s jedním bitem druhé poloviny třetí vstupně-výstupní brány a s dalším bitem této brány. Na výstupy prvního expanderu jo připojen obvod zadávání druhu provozu, obvod zadávání činnosti a zesilovače jednotlivých vinutí krokového motoru. Výstupy třetího expanderu jsou spojeny so zobrazovací jednotkou. První výstup druhého expanderu je spojen se zadávacím obvodem pro programování, ostatní výstupy jsou propojeny se zadávacím obvodem počtu kroků, rychlosti a smyslu otáčení. Na jednočipový mikropočítač jo též napojen obvod indikace chybného zadávání programu a chybné manipulace. Druhá vstupně-výstupní brána mikropočítače je propojena s číslicovým vstupem převodníku číslo/frekvence, jehož frekvenční výstup je propojen s výstupem vstupu externí žádosti o přox-ušení mikropočítače. Vývod spouštění převodníku číslo/frokvence je propojen s jedním bitem třetí vstupně-výstupní brány mikropočítače.

Předložené zapojení oproti zapojení se stavebnicovým mikropočítačem má přednost v tom, že dosahuje stejné funkce s minimálním počtem součástek, že je ekonomicky výhodné a že má malé rozměry a hmotnost. Dálo dovoluje jednoduchým a rychlým způsobem zadávat program řízení, testovat charakteristické hodnoty programu, automatickou kontrolu zadávaných údajů a funkce se signalizací případných chyb, například při překročení povoleného počtu kroků, překročení povolené skokové změny frekvence krokování, povolené naprogramování maximální rychlosti otáček krokového motoru a počtu úseků. Zabezpečuje automatické hradlování výstupu při chybné manipulaci s přístrojem, případně při indikaci poruchy přístroje. Umožňuje dálkové řízení přístroje a galvanickým oddělením výstupních signálů a signálů dálkového ovládání zvyšuje odolnost proti elektrickému rušení a případným přepětím sítě. Výhodou je též použitelnost pro Jakýkoliv typ krokového motoru změnou odpovídajícího programu činnosti mikropočítače.

Předložené zapojení oproti zapojení s obvody malé a střední integrace není srovnatelné, neboi zapojení s obvody malé a střední integrace nedovoluje programově měnit činnost krokového motoru a nedovoluje realizovat výše uvedené funkce kontroly programování a správné manipulace s přístrojem,

Dlokové schéma na přiloženém výkrese představuje příklad zapojení zařízení pro programové řízení krokových motorů podle vynálezu.

První vstupně-výstupní brána 101 jednočipového mikropočítače 10 je propojena s datovými výstupy 251 paměti RAM 25 a rovněž s datovými výstupy 201 paměti 20 EPROM a so

CS 26? 955 Bl vstupy 301 budiče 3° sbSmic. Výstup 302 budiče ΊΟ sběmic je propojen s udrosnítni vývody 252 paměti 25 RAM a adrosnírai vývody 202 pamčti EPROM 20, Dálo Jo tato část zapojení tvořena propojením vývodu 102 pro zápis a vývodu 103 pro čtení jednočipového mikropočítače 10 s vývody 253 a 254 pamčti RAM 25 . říídícím signáloi:: pro zápis adresy do vnější vyrovnávací pamčti adresy vývodu 115 Jednočipového mikropočítače 10 Jo propojen vývod 303 budičo 3° sběrnic a řídícím signálem povolujícím přonos dat z oxtomí pamčti na vývodu 1 14 Jednočipového mikropočítače 10 Jo propojen vývod 2 04 pamčti 2_0 EPROM, ktorá je dále propojena dalšími adresními vývody 203 s první polovinou 112 třetí vstupnč-výstupni brány Jednočipového mikropočítače 10, ktorá Jo dálo propojona se vstupem 601 druhého oxptuidoru 60, dálo se vstupem 801 třetího oxpandoru SO a so vstupem 401 prvního oxpondoru 40. Další potřebný signál pro řízoní přenosu dat so pronáší propojen i' m vývodu 107 Jednočipového mikropočítače 10 s vývodou 6 02 druhého expanderu ÓO, s vývodem 802 třetího oxpandoru 80 a vývodu 402 prvního expanders 40. Signál výběrový vstup 403 prvního oxpandoru 40, signál výběrový vstup 603 druhého oxpandoru óO a signál výběrový vstup 803 třetího oxpandoru 80 jo propojen s jedním bitem 111 třetí vstupně-výstupná brány a s datovým bitem 110 třetí vstupnč-výstupní brány jednočipového mikropočítače 10. První výstup 404 prvního oxpandoru 40 Jo spojen s obvodům SO pro zadávání druhu provozu 50> druhý a třetí výstup 405 prvního expanderu 40 je propojen s obvodem 4g pro zadávání činnosti a čtvrtý výstup 4O6 prvního expanderu 40 jo zaveden do zesilovačů Jednotlivých vinutí krokového motoru 55« Výstupy 804 třetího oxpandoru 80 jsou zavoděny do zobrazovací Jednotky 85 a první výstup 604 druhého oxpandoru 60 jo zavoděn do zadávacího obvodu 65 pro programování a druhý výstup 605 druhého oxptinderu 60 Je zaveden do zadávacího obvodu 70 počtu kroků, rychlosti a směru otáčení motoru, úseku skokové nobo plynulé změny rychlosti. Signál vývodu 109 jodnočipového mikropočítače 10 Jo přivedon na obvod 75 indikaoo chybného zadávání programu a chybné manipulace.

Dálo jo druliá vstupnč-výstupní brána 106 jednočipového mikropočítače 10 propojona s číslicovým vstupem gO1 převodníku 9θ číslo/frekvence, jehož frekvenční výstup 90jo spojon s vývodem 105 signálu vstupu externí žádosti o přerušení běhu programu jednočipového mikropočítače 10 a vývod 9°3 spouštění převodníku 90 číslo/frekvence Jo propojen s jodním bitem 108 třetí vstupnč-výstupní brány jednočipového mikropočítače 12'

Po připojení přístroje na sil se automaticky nastaví režim programování. Na otočném přepínači zadávacího obvodu 65 pro programování mají jednotlivé polohy tonto význam: 0 - zadávání úseku

- zadávání počtu kroků

- zadávání rychlosti otáčení motoru

- zadání skokové nebo plynulé zmčny rychlosti

- zadání směru otáčení

- Icontrola naprogramovaného úseku

- kontrola naprogramovaného počtu kroků 7 - kontrola naprogramované rychlosti

- kontrola naprogramované zmčny rychlosti .

- kontrola naprogramovaného směru otáčení

V jednotlivých úsecích se zadává počet kroků a koncová požadovaná rychlost krokového motoru 55» Pokud se pohybuje krokový motor 55 vo spodní části start - stop charakteristiky, je možno měnit rychlost skokově, v oblasti nad start — stop oliaraktoristikou plynulo.

Programování probíhá tak, že se postupně zadávají údaje od 0 do 4 tím způsobem, že na přepínači zadávaoího obvodu 65 pro programování se nastaví číslo odpovídající tomu, co se bude programovat, na zadávaoím obvodu 70 počtu kroků rychlosti a smyslu

CS 267 955 B1 3 otáčoní so nastaví požadovaný údaj, například požadovaný počet kroků a stlačením tlačítka prog obvodu 45 pro zadávání činnosti se naprogramový údaj uloží do paměti RAM 25, Podprogram programování udržuje jednočipový mikropočítač 10 v čekací smyčce dokud nepřijde signál o stlačení tlačítka pros obvodu 4$ pro zadávání činnosti přes první expander 40 sběrnicí propojující vstupy 401 až 1 12. Pole jednočipový mlkropočítač 10 signálem výběrového vstupu 403 uzavře první expandor 40, na další stlačení tlačítka prog již nereaguje, oživí druhý expander 60 signálem výběrového vstupu 603 a převode odečtení hodnoty nastavení na zadávacím obvodu 65 pro programování. Palo, zruší signál výbčrovóho vstupu 6Ο3, aktivuje signál vývodu 602 druhúho oxpandoru 60 a odočto přes néj ádaj na zadávacím obvodu 70 počtu kroků, rychlosti a smyslu otáčení. Odečtené údaje uloží do paměti RAM 25, Adresa pro v paměti RAM 2g 30 určujo přes zesilovač 30 sběrnice adresními vývody 2g2, Současné naprograaovaníi hodnota Jo zobrazena přes expander třotí 80 do zobrazovací jednotky 85. Pole podprogram uvede jednočipový mikropočítač 10 do čtecí smyčky a aktivuje signálem výběrového vstupu 40J první expander 4o a očekává další signál tlačítka prog. Takto lze postupně zadat colý program. Pokud jo třeba provést opravu v programu, stačí nastavit číslo úseku a požadovanou hodnotu na přepínači zadávacího obvodu 65 pro programování a data na zadávacím obvodu 70 počtu kroků, rychlosti a smyslu otáčoní. Stlačením tlačítka prog dojde k vymazání starých a uložení nových údajů do paměti RAM 25.

Při programování provádí jednočipový mikropočítač 10 kontrolu naprogramovaných dat a přípustnými daty uloženými v paměti 20 EPROM. Pokud zadávaná data překračují data uložená v paměti 20 EPROM, jednočipový nikropočítač 10 provede vyhodnocení a aktivuje signálem vývodu 109 obvod 75 indikace chybného zadání programu a ohybnú manipulace. Špatně naprogramovaný ádaj Je třeba opravit a znovu uložit do paměri RAM 2g.

Při otočení přepínače zadávacího obvodu 65 pro programování do polohy 5 až 9 dochází k zobrazování zvolených hodnot na zobrazovací Jednotce 85 okamžitě χιό nastavení čísla áseku a kontrolované hodnoty.

Po naprogramování celého programu, kdy v nevyužitých úsecích musí být naprogramováno počet kroků nula, jo možno přejít na režim programového řízení krokového motoru 55. Je třeba zvolit otočným přepínačem obvodu 50 pro zadávání druhu provozu jeden z těchto druhů provozu: O - ruční řízení 1 - plynulý běh do konce programu 2 - plynulý běh ve smyčce 3 - běh po úsecích do konce programu s čekáním na odstartování 4 - běh po úsecích ve smyčce Pak následuje stlačení tlačítka Aut obvodu 4g pro zadávání činnosti. Jednočipový mikropočítač 10 dostane přes aktivovaný první expander 40 signál po sběrnici 401 - 102 a podle instrukcí v podprogramu řízení uloženou v paměti EPROM 20 začne vykonávat následující činnost. Z paměti RAM 25 odečte všechny naprogramované údaje prvého úseku. Provede výpočet přírůstku frekvence na krok v případě, že je požadovaná plynulá změna rychlosti krokového motoru 55 a sběrnici 106 - 101 zavede na vstup převodníku 90 číslo/frekvence údaj o požadované frekvenci. Převodník 90 číslo/frekvence začne generovat pulsy odpovídající požadované rychlosti otáčení krokového motoru 55, pokud je spuštěn signálem jednočipového mikropočítače 10 vývod 907 - 108. Výstup £03 převodníku 9° číslo/frolevenoe jo veden na vstup 105 externí žádosti o přerušení. Po přechodu signálu se poruší vykonávaná činnost jednočipového mikropočítače 10, puls so načte a podle programu v paměti 20 EPROM se určí, na které vinutí krokového motoru 55 se má přivést řídíoí puls. Pak so oživí první expandor 40, po sběmioi 112 - 401 se předá informace na příslušný spínač vinutí krokového motoru 55, Jednočipový mikropočítač 10 odočte z paměti 25 RAM pro následující úsek, provede potřebné výpočty a po načtení požadovaného počtu kroků řízeného úseku přejde na řízení dalšího úseku podle těchto Údajů.

cs 267 955 D1 fy

Ma ruční řízení lze přejít jednak bčliom programování, po ukončená programu podlo zvoleného druhu provozu nebo po stlačení tlačítka stop obvodu 65 pro zadávání činnosti. Tehdy se vykonávání programu podlo zvoleného druhu provozu olcomžitč zastaví a jednočipový mikropočítač 10 přijde do čokací smyčky, s pamatováním hodnot poslo<lnč zpracovaného úsoku. Po stlačení tlačítka AUT přístroj pokračujo v přerušení činnosti. Stlačí-li se tlačítko RučŤ nebo ''Ruč4· dojde k natáčená krokového motoru 55 jednám nebo druhým směrem podle předem zvolené rychlosti uložená v paměti EPROM 20, Jednočipový mikropočítač 10 opět dodá informaci v požadované rychlosti sběrnicí 10ó - 9θ1 na vstup převodníku gO číslo/frekvonco. Převodník 90 číslo/frokvcnce začno generovat pulsy odpovídající požadované rychlosti krokového motoru 55, pokud je stlačeno některé tlačítko Ručf,4. Tyto pulsy jsou zpracovávány stojným způsobem jako v rož. AUT pouze s tím rozdílem, žo pulsy nejsou načítávány, ale pouzo jejich počet jo zobrazován přes třetí expandor 80 v zobrazovací jednotce 85.

Přístroj může být využíván při programovém řízená krokového motoru všude tam, kde program neobsahuje více než 31 úseků a v jodnom úsoku se nepožaduje více nož 1 000 kroků krokového motoru. Lze jej využít v pohonech obráběcích strojů, manipulačních zařízená, v pohonech mčřácáoh a zapisovacách přástrojů, v lékařská toclinioo i pro astronomické účely.

Přástroj zajišluje jednoduché programování a volbu těchto druhů provozu: - plynulý běh do konce programu - plynulý běh ve smyčce - běh po úsooích do konce programu - běh po úsecích ve smyčce.

Touto volbou lze zajistit všestranné použití přístroje pro různé pracovní režimy krokového motoru. Nízká cena a malé rozměry přístroje zaručují širokou použitelnost a univerzálnost přístroje spočívá v jednoduché úpravě programového vybavení při změně typu krokového motoru.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zařízení pro programové řízení krokového motoru s jednočipovým mikropočítačcrj s pamětí, vyznačující se tím, že první vstupnč-výstupní brána (101) jednočipového mikropočítače (1O) je propojena jednak s datovými výstupy (251) paměti RAM (25), jednali s datovými výstupy (201) paměti (20) EPROM nebo PROM, jednali se vstupy (301) budiče (30) sběmic, jehož výstup (302) je propojen s adresními vývody (252) paměti (25) RAM a s adresními vývody (202) paměti EPROM (20), dálo vývody (102) a (103) signálu pro čtení a zápis jednočipového mikropočítače (10) jsou spojeny s vývody (253) a (254) paměti RAM (25) a vývod (115) jednočipového mikropočítače (1O) je propojen s vývodem (303) budičo (30) sběmic a vývod (114) jednočipového mikropočítače (1O) je propojen s vývodem (204) paměti (20) EPROM, která je dále dalšími adresními vývody (203) propojena s první polovinou (1 12) třetí vstupnč-výstupní brány jednočipového mikropočítače (10) a dále je propojena se vstupem (601 ) druhého expanderu (60), dále se vstupem (80Γ) třetího expanderu (80) a se vstupem (401 ) prvního expanderu (40), vývod (1Ο7) jednočipového mikropočítačo (10) Je spojen s vývodem (602) druhého expanderu (60), dálo jednali s vývodem (802) třetího expanderu (80) a vývodem (402) prvního expanderu (40), výběrový vstup (403) prvního expanderu (40), dále výběrový vstup (603) druhého expanderu (60) a výběrový vstup (803) třetího expanderu (80) je propojen s jedním bitem (111) druhé poloviny třetí vstupně-výstupní brány a dalším bitem (110) této brány jednočipového mikropočítače (10), první výstup (404) prvního expanderu (4o) Je spojen s obvodem (50) zadávání druhu provozu druhý a třetí výstup (405) prvního expanderu (40) je propojen s obvodem (45) zadávání činnosti a čtvrtý výstup (406) prvního expanderu (40) jo zaveden do zesilovačů jednotlivých vinutí krokového motoru (55), výstupy (804) třetího expanderu (80) jsou spojeny se zobrazovací jednotkou (85), první výstup (6θ4) druhého expanderu (60) je zaveden do zadávacího obvodu (65) pro programování a ostatní výstupy (605) druhého expanderu (60) jsou propojeny sc zadávacím obvodem (70) počtu kroků, rychlosti a smyslu otáčení, signál vstup-výstup (109) jednočipového mikropočítače (10) je připojen na obvod (75) indikace chybného zadávání programu a chybné manipulace, druhá vstupně-výstupní brána (106) jednočipového mikropočítače (10) je propojena s číslicovým vstupem (901) převodníku (90) číslo/frekvenoe a frekvenční výstup (902) převodníku (90) číslo/frekvenoe je propojen s výstupem (105) vstupu externí žádosti o přerušení běhu jednočipového mikropočítače (1O) a vývod (903) spouštění převodníku (90) číslo/frekvence je propojen s jedním bitem (108) třetí vstupně-výstupní brány jednočipového mikropočítače (10).