DD142768A1

DD142768A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MANUAL SETPOINT PROVISION OF SPEED AND BEARING CIRCUITS

Info

Publication number: DD142768A1
Application number: DD21196479A
Authority: DD
Inventors: Rainer Ebert; Ruediger Haufert; Joerg Hofmann; Harald Kessler; Juergen Meier
Original assignee: Rainer Ebert; Ruediger Haufert; Joerg Hofmann; Harald Kessler; Juergen Meier
Priority date: 1979-04-03
Filing date: 1979-04-03
Publication date: 1980-07-09

Abstract

Schaltungsanordnung zur manuellen Sollwertvorgabe an Drehzahl- und Lageregelkreisen, insbesondere für Stellantriebe an Be~ und Verarbeitungsmaschinen. Durch die Erfindung soll eine einfache und kostengünstige Lösung zur Bewegung von Stellantrieben entsprechend einer manuellen Betätigung geschaffen werden. Dies wird erreicht, indem als Sollwertgeber für den Drehzahl- und Lageregelkreis ein durchstimmbarer Regelwiderstand, der mit seinen äußeren Anschlüssen an einer Konstantspannungsquelle liegt, mit einem nachgeschalteten Analog-Digital-Wandler vorgesehen ist. In zwei in Reihe geschaltete Pufferspeicher werden die taktweise von dem Analog-Digital-Wandler abgefragten Werte nacheinander eingeschrieben und von einer Subtraktionsschaltung miteinander verrechnet. Die Differenz wird als Sollwert an den Drehzahl- und Lageregelkreis ausgegeben. Eine den Maximalwert-/Nullübergang am Sollwertgeber erfassende Einrichtung ruft an der Subtraktionsschaltung eine Korrekturrechnung auf. - Figur -Circuit arrangement for manual setpoint input to Speed and position control circuits, in particular for actuators on loading and processing machines. The invention is intended to a simple and cost-effective solution for moving actuators be created according to a manual operation. this will achieved by as a setpoint generator for the speed and Position control loop, a variable resistor that is compatible with its external terminals to a constant voltage source, with a downstream analog-to-digital converter is provided. In two Buffers connected in series are used intermittently by the Analog-to-digital converter queried values sequentially written and offset by a subtraction circuit. The Difference is used as setpoint to the speed and position control loop output. One the maximum value / zero transition at the setpoint generator detecting means calls on the subtraction circuit Correction calculation on. - Figure -

Description

a) Titel der Erfindunga) Title of the invention

Schaltungsanordnung zur manuellen Sollwertvorgabe an Drehzal- und LageregelkreisenCircuit arrangement for manual setpoint specification on speed control and position control circuits

b) Anwendungsgebiet der Erfindungb) Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur manuellen Sollwertvorgabe für elektronische Drehzahl- und Lageregelkreise, insbesondere für Stellantriebe von Be- und Verarbeitungsmaschinen. Bei programmgesteuerten Maschinen ist es im Einrichtbetrieb notwendig, eine einer manuellen Betätigung entsprechende Bewegung der Stellantriebe herbeizuführen. Dazu ist ein den Stellantrieben zuzuführender Sollwert erforderlich.The invention relates to a circuit arrangement for manual setpoint specification for electronic speed and position control circuits, in particular for actuators of loading and processing machines. In program-controlled machines, it is necessary in setup mode to bring about a movement of the actuators corresponding to a manual actuation. For this purpose, a setpoint to be supplied to the actuators is required.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungenc) Characteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, an Werkzeugmaschinen im Einrichtbetrieb eine Tisch- oder Supportverstellung mit einem Handrad über ein mechanisches Getriebe vorzunehmen und den zurückgelegten Weg zu messen und anzuzeigen.It is known to make on machine tools in Einrichtbetrieb a table or support adjustment with a handwheel on a mechanical transmission and measure the distance traveled and display.

Der Nachteil einer solchen mechanischen Anordnung beruht auf dem sehr hohen Aufwand für die Mechanik, die neben den elektronisch arbeitenden Stellantrieben und dem Meßsystem mit der Positionsanzeige zusätzlich' notwendig ist. Außerdem ist eine Betätigung für den Ma-The disadvantage of such a mechanical arrangement is based on the very high cost of the mechanics, in addition to the electronically operating actuators and the measuring system with the position indicator additionally 'necessary. In addition, an operation for the

schinenbediener sehr kraftaufwendig.machine operator very powerful.

Es ist weiterhin eine numerische Steuereinheit bekannt, bei der an der Bedientafel ein von Hand betätigbarer Impulsgenerator in Form eines rotatorischen, inkrementalen Weggebers mit einem nachgeschalteten Richtungsdiskriminator vorgesehen ist. Durch die Versteilung des Rotors des Weggebers gelangen für Jedes Weginkrement zwei um 90 phasenverschobene Impulse an den Richtungsdiskriminator, der daraus einen richtungsabhängigen Sollwertimpuls formt und diesen an den Stellantrieb weiterleitet, der daraufhin eine entsprechende Stellbewegung ausführt (DB-OS 27 29.144). Nachteilig ist dabei die Verwendung des präzisen und teueren Impulsgebers und dessen Zusatzbeschaltung.Furthermore, a numerical control unit is known in which a manually actuatable pulse generator in the form of a rotary, incremental displacement transmitter with a downstream direction discriminator is provided on the control panel. Due to the steepening of the rotor of the displacement sensor for each Weginkrement two 90 phase-shifted pulses to the direction discriminator, which forms a direction-dependent setpoint pulse and this passes on to the actuator, which then performs a corresponding actuating movement (DB-OS 27 29.144). The disadvantage here is the use of the precise and expensive pulse generator and its additional circuit.

d) Ziel der Erfindungd) Object of the invention

Die Erfindung bezweckt, den hohen Aufwand zu verringern, der für die einer manuellen Betätigung entsprechende Bewegung an einen Stellantrieb erforderlich ist*The invention aims to reduce the high effort required for the manual operation corresponding movement to an actuator *

e) Darlegung des Wesens der Erfindunge) Presentation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur manuellen Sollwertvorgabe für Drehzahlund Lageregelkreise zu schaffen, für die weder ein mechanisches Getriebe noch ein rotatorischer Wegmeßgeber benötigt wia?d. E rf in dungs gemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Sollwertgeber ein an einer.Konstantspannungsquelle angeschlossener durchstimmbarer Regelwiderstand mit einem nachgeschalteten Analog-Digital-Wandler vorgesehen ist, dem zv/ei in Reihe geschaltete Pufferspeicher nachgeordnet sind, die zur, in festen Zeitabständen erfolgenden, Abfrage des Analog-Digital- Wandlers und zur Übertragung des Inhaltes des ersten Pufferspeichers in den zweiten Pufferspeicher an eine Taktzentrale angeschlossen und mit ihrenThe invention has for its object to provide a circuit arrangement for manual setpoint specification for speed and Lageregelkreise for which neither a mechanical transmission nor a rotary encoder requires wia? D. In accordance with tion this object is achieved in that as a setpoint generator connected to a.Constantspannungsquelle tunable variable resistor is provided with a downstream analog-to-digital converter, the zv / ei are arranged downstream in series buffer memory to, at fixed intervals take place, query the analog-to-digital converter and for transmitting the contents of the first buffer memory in the second buffer memory connected to a clock center and with their

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Ausgängen auf die Eingänge einer Subtraktionsachaltung geführt sind, und daß eine den Maximalwert - Nullübergang am Sollwertgeber erfassende Einrichtung vorgesehen ist, die zur Durchführung einer entsprechenden Korrekturrechnung mit der Subtraktionaachaltung,-deren Ausgang über einen Zwischenspeicher auf den Sollwerteingang des Drehzahl-/Lageregelkreises geführt ist, verbunden ist. Zur sofortigen Übernahme des ersten nach jedem Bewegungsbeginn des Sollwertgebers abgefragten Digitalwertes in den zweiten Pufferspeicher ist der Taktzentrale eine Ablaufsteuerschaltung zugeordnet, die mit beiden Pufferspeichern verbunden ist. Der Sollwertgeber kann anstelle des Regelwiderstandes auch diskrete, über Schalter an die Konstantapannungsquelle anschließbare Widerstände aufweisen. Ebenso sind Kombinationen von diskreten und Regelwiderständen möglich. Die an dem Regelwiderstand abgegriffene Spannung wird in einen .Digitalwert urngesetzt und in festen Zeitabständen in denOutputs are performed on the inputs of a Subtraktionsachaltung, and that a maximum value - Zero crossing at the setpoint generator is provided device which is performed to carry out a corresponding correction calculation with the Subtraktionaachaltung, whose output via a buffer to the setpoint input of the speed / position control loop, connected is. For immediate adoption of the first after each start of movement of the setpoint generator queried digital value in the second buffer memory of the clock center is associated with a flow control circuit which is connected to two buffer memories. The setpoint generator may also have discrete, connectable via switches to the constant voltage source resistors instead of the variable resistor. Likewise, combinations of discrete and variable resistors are possible. The voltage tapped at the variable resistor is converted into a digital value and is placed in the fixed time intervals

ersten Pufferspeicher übertragen. Nach jedem Bewegungsbeginn des Sollwertgebers wird der mit dem ersten Abfragefakt übertragene Wert sofort in den zweiten Pufferspeicher weitergeleitet. Dieser Wert wird mit dem nächsten Abfragefakt in den ersten Pufferspeicher vorn Analog-Digital-Wandler eingegebenen Wert verrechnet. Danach wird der Inhalt des ersten Pufferspeichers in den zweiten Pufferspeicher übertragen. Im Falle eines Maximalwert-AlullGurcnganges am Sollwertgeber wird eine Korrekturrechnung mit dem Komplement eines der beiden Vierte durchgeführt. Bei der Verwendung diskreter Widerstände können auf diese Weise vorgewählte Weglängen verateilt werden.transferred first buffer memory. After each start of movement of the setpoint generator, the value transmitted with the first polling factor is forwarded immediately to the second buffer memory. This value is calculated with the next polling factor in the first buffer memory input from the analog-to-digital converter. Thereafter, the content of the first buffer memory is transferred to the second buffer memory. In the case of a maximum value alarm at the setpoint generator, a correction calculation is carried out with the complement of one of the two fourths. When discrete resistors are used, pre-selected path lengths can be allocated in this way.

f) Ausführungsbeispielf) embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeich-The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the associated drawing

nung iat das Blockschaltbild dargestellt.iat the block diagram shown.

Ein Potentiometer P ist mit seinen äußeren Anschlüssen an eine Spannungsquelle U-g angeschlossen. Der Schleifer des Potentiometers P ist mit einem Spannungsteiler mitden Widerständen W 1; W 2 verbünden, an dessen Mittelabgriff der Eingang eines Analog~/Digital~Wandlers A/D angeschlossen ist. Die Ausgänge des Analog-/Digital-Wandlers A/D sind auf die Eingänge eines ersten Pufferspeichers REG Ί, dessen Ausgänge mit den Eingängen eines, zweiten Pufferspeichers REG 2 verbunden sind, geführt. An.äie Ausgänge beider Pufferspeicher REG 1; REG 2 ist eine Subtraktionsschaltung R angeschlossen. Eine Taktzentrale TG mit einer Ablaufsteuerung AS ist mit den Aufrufeingängen der Pufferspeicher REG 1; REG 2 zur Einspeicherung der an dessen Eingängen anliegenden Werte verbunden. Die Taktzentrale TG mit der Ablaufsteuerung AS beaufschlagt·außerdem eine Subtraktionsschaltung-R und eine den Maximalwert - Nullübergang am Analog-Digital-Wandler A/D erfassende Einrichtung KE. Die Subtraktionsschaltung R weist einen Zwischenspeicher ZSP auf, dessen Ausgang auf den Lageregelkreis LRK mit dem Antrieb M geführt ist.A potentiometer P is connected with its external terminals to a voltage source U-g. The wiper of the potentiometer P is connected to a voltage divider with the resistors W 1; W 2, at whose center tap the input of an analogue-to-digital converter A / D is connected. The outputs of the analog / digital converter A / D are on the inputs of a first buffer memory REG Ί, the outputs of which are connected to the inputs of a second buffer memory REG 2 out. An.äie outputs of both buffer memory REG 1; REG 2 is a subtraction circuit R connected. A clock center TG with a sequence control AS is connected to the call inputs of the buffer memories REG 1; REG 2 connected to the storage of the values applied to its inputs. The clock center TG with the sequence controller AS also acts upon a subtraction circuit R and a device KE which detects the maximum value-zero transition at the analog-to-digital converter A / D. The subtraction circuit R has a latch ZSP whose output is fed to the position control circuit LRK with the drive M.

Wird der Schleifer des Potentiometers P verstellt, so verändert sich die über dem Widerstand W 2 abfallende Spannung. Diese Spannung wird von dem Analog-Digital-Wandler A/D in einen Digitalwert umgesetzt. Die Ablaufsteuerung AS ruft die beiden Pufferspeicher REG 1; REG 2 mit dem eraten, nach dem Bewegungsbeginn, von der Taktzentrale TG gelieferten Takt so auf, daß der erste vom Analog-Digital-Wandler A/D abgefragte Wert über den ersten .Pufferspeicher REG 1 sofort in den zweiten Pufferspeicher REG 2 eingespeichert wird. Mit dem nächsten Takt wird der Analog-Digital-Wandler A/D erneut abgefragt und der dabei gewonnene Wert in den ersten Pufferspeicher REG 1 eingeschrieben. DanachIf the wiper of the potentiometer P is adjusted, then the voltage drop across the resistor W 2 changes. This voltage is converted by the analog-to-digital converter A / D into a digital value. The sequencer AS calls the two buffer memories REG 1; REG 2 with the eraten, after the start of movement, supplied by the clock center TG clock on so that the first queried by the analog-to-digital converter A / D value on the first .Buffer memory REG 1 is immediately stored in the second buffer REG 2. The analog-to-digital converter A / D is again interrogated with the next clock and the value obtained is written into the first buffer memory REG 1. After that

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erhält die Subtraktionsschaltung R von der Taktzentrale TG über die Ablaufsteuerung AS einen- Rechenaufruf zur Differenzbildung der in den Pufferspeichern REG 1; REG enthaltenen Werte· Die dabei gewonnene Differenz wird mit dem sich ergebenden Vorzeichen an den Zeichenspeicher ZSP ausgegeben und liegt am Lageregelkreis LRK als Sollwert an, der eine dem Wert und dem Vorzeichen entsprechende Verstellung des Antriebes M bewirkt.receives the subtraction R from the clock center TG via the sequence control AS a-arithmetic call for the formation of the difference in the buffer memory REG 1; The resulting difference is output with the resulting sign to the character memory ZSP and is applied to the position control loop LRK as a setpoint, which causes an adjustment of the drive M corresponding to the value and the sign.

Wird der Schleifer des Potentiometers P über seine Außenanschlüsse, die mit den Polen der Spannungsquelle Ug verbunden sind, bewegt, so wechselt die am Widerstand W 2 abfallende Spannung je nach der Bewegungsrichtung sprungartig von Ug auf Null oder umgekehrt. Diesen Vorgang erfaßt eine Einrichtung KE, die die Subtraktionsschaltung R für eine Korrekturrechnung aufruft. Dabei wird einer der beiden von den Pufferspeichern REG 1; REG 2 anliegenden Werte in komplementärer Form verrechnet.If the grinder of the potentiometer P is moved via its external connections, which are connected to the poles of the voltage source Ug, then the voltage dropping across the resistor W 2 suddenly changes from Ug to zero or vice versa, depending on the direction of movement. This process detects a device KE, which calls the subtraction circuit R for a correction calculation. In this case, one of the two of the buffer memories REG 1; REG 2 applied values in complementary form.

Claims

Invention claim:

1. Circuitry for manual setpoint input to speed and .Lageregelkreisen, characterized in that ala setpoint generator on a constant-voltage source (ΐΟ connected, durchmmmbarer variable resistor (P) provided with a nachgesc'halteten analog-to-digital converter (A / D) is followed by the two series-connected buffer memory (REG 1; REG 2), which, at fixed intervals, interrogation of the analog-to-digital converter (A / D) .und transmission of the contents of the first buffer memory (REG 1) in the second buffer memory (REG 2) connected to a clock center (TG) and are guided with their outputs to the inputs of a Subtraktionsachaltung (R), and that "a maximum value zero crossing at the setpoint generator detecting means (KE) is provided, for carrying out a corresponding correction calculation with the subtraction circuit (R) - whose output via a buffer (ZSP) to the setpoint input of the rotation number of claims (LRK) is linked,

2. Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the clock center (TG) for immediate adoption of the first _; after every start of movement of the setpoint. value encoder queried.Digital value in the second buffer memory (REG 2) is associated with a sequence control circuit (AS), which is connected to two buffer memories (REG 1, REG 2).

3. Circuit arrangement according to item 1 and 2, characterized in that for the setpoint generator discrete, via switches to the constant voltage source (U-g) connectable resistors'vorgesehen.

4. Circuit arrangement according to item 1-3, characterized in that the setpoint generator has both discrete, and one or more variable resistors.

Here & u 1 'page drawing