DE2833981A1

DE2833981A1 - Anordnung zur steuerung der drehzahl eines motors, insbesondere eines magnetband-transportmotors

Info

Publication number: DE2833981A1
Application number: DE19782833981
Authority: DE
Inventors: Eiji Okamura
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1977-08-05
Filing date: 1978-08-03
Publication date: 1979-02-08
Anticipated expiration: 1998-08-04
Also published as: CA1158768A; GB2002546A; IT1097640B; GB2002546B; FR2399708A1; JPS5428605A; JPS5927013B2; DE2833981C2; IT7826531A0; FR2399708B1; US4323832A

Description

Fujitsu Limited, Kawasaki, Japan

Anordnung zur Steuerung der Drehzahl eines

Motors, insbesondere eines Magnetband-Transportmotors

Die Erfindung betrifft eine Anordnung bzw. ein System
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und speziell ein von einem Mikroprogramm Gebrauch machendes System
zur Steuerung der Drehzahl eines Magrietband-Transportmotors.

Aus den amerikanischen Patentschriften 3 293 522,
3 383 578 und 3 764 876 sind Möglichkeiten zur Regelung der Drehzahl eines zum Transport eines Magnetbands dienenden Motors bekannt. Bei einem Fall, wo eine Mag-, netband-Steueryorrichtung mit einem Mikroprogrammspeicher eines Mikrocomputers versehen ist, erfolgt die
Regelung des den Transport des Magnetbands übernehmenden Motors mit Hilfe einer unabhängigen Drehzahlregelvorrichtung .

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Diesem Stand der Technik haften die folgenden Nachteile an: Zunächst können Größe und Preis der Magnetband-Steuervorrichtung wegen der erforderlichen unabhängigen Drehzahlregelvorrichtung für den Motor nicht vermindert werden. Zum zweiten können die Vorteile/ die sich aus der Verwendung eines Mikroprogramms ergeben, nicht voll genutzt werden, da das Mikroprogramm kein Programm für die Regelung der Drehzahl des Motors umfaßt. Drittens ist es schwierig, die Drehzahl des Motors in Übereinstimmung mit einem bestimmten Steuerprogramm der Magnetband-Steuervorrichtung präzise zu regeln.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Anordnung bzw. ein verbessertes System zur Regelung der Drehzahl eines Motors, insbesondere zur Regelung der Drehzahl eines Magnetband-Transportmotors, der in einer Magnetband-Steuervorrichtung enthalten ist, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dieser Erfindung besteht in der Schaffung einer Anordnung zur Regelung der Drehzahl eines Magnetband-Transportmotors in Verbindung mit dem Mikroprogrammspeicher eines Mikrocomputers in einer Magnetband-Steuervorrichtung. Damit kann die Drehzahl des Magnetband-Transportmotors in einem Magnetbandspeicher präzise geregelt werden, indem in das Mikroprogramm für die Steuerung des Magnetbandspeichers ein Drehzahlregelprogramm zur Regelung der Drehzahl des Magnetband-Transportmotors eingefügt wird. Auf diese Weise lassen sich Größe und Kosten

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der Drehzahlregelvorrichtung für den Motor verringern, das Mikroprogramm voll nutzen und eine optimale Drehzahlregelung für den Motor erzielen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 (a)eine Ausführungsform eines Drehzahlfühlers, der bei der Anordnung von Fig. 1 eingesetzt

ist,

Fig. 2(b) die Wellenform eines das Ausgangssignal des DrehzEhlfühlers von Fig. 2(a) darstellenden Impulssignals,

Fig. 3 ein Beispiel eines Zeitdiagramms für die Arbeitsweise der Anordnung von Fig. 1,

Fig. 4(a) und (b) als Alternative zu den Fig. 2(a) und (b) eine andere Ausführungsform eines Drehzahlfühlers bzw. der Wellenform· seiner Ausgangssignale, und

Fig. 5 ein anderes Beispiel des Zeitdiagramms für die Arbeitsweise der Anordnung von Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die dargestellte Anordnung enthält eine Mikroprogrammspeicherschaltung (MMC) 1 ( nachfolgend

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einfach als Mikroprogrammspeicher bezeichnet), eine Adressenwählschaltung 2 (nachfolgend einfach als Adressenwähler bezeichnet), ein Registerteil 3, einen Digital/Analog-Umsetzer 5, einen Leistungsverstärker 6, einen Motor 7 für den Transport eines Magnetbands/ eine Transportwelle 8 für das Magnetband, einen Drehzahlfühler 9, X-, Y- und Z-Ubertragungsleitungen 11, 12 und 13 und eine arithmetische Logikeinheit 14 (nachfolgend als Rechenwerk bezeichnet). Der Adressenwähler enthält eine Diskriminatorschaltung 201, einen Adressenzähler 202 und eine Unterbrecherschaltung 203. Die Diskriminatorschaltung 201 erhält Signale vom Rechenwerk 14 und vom Drehzahlfühler 9, sowie andere Job-Signale 10, und erzeugt ein Ausgangssignal mit dem Binärwert "1" oder "0". Erzeugt die Diskriminatorschaltung 201 ein Ausgangssignal "1", dann führt der Adressenzähler einen Sprung zu einer bestimmten Adresse aus. Erzeugt die Diskriminatorschaltung 201 hingegen das Ausgangssignal "0", dann bewirkt der Adressenzähler 202 die Addition einer Einheit.

Der Registerteil 3 enthält die Register REGISTER-1, REGISTER-2, ..., REGISTER-n und die Zeitgeber bzw. Zähler TIMER-1, TIMER-2, ..., TIMER-m. Mit dem Zeitgeber oder Zähler TIMER-1 ist ein Oszillator 4 verbunden.

Der Mikroprogrammspeicher 1, der Adresenwähler 2, der Registerteil 3, die X-, Y- und Z-übertragungsleitungen 11, 12 und 13 und das Rechenwerk 14 bilden zusammen einen Mikrocomputer der vorliegenden Erfindung.

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Das REGISTER-1 ist mit dem Digitlal/Analog-Umsetzer 5 verbunden. Der Ausgang des Digital/Analog-Umsetzers 5 wird dem Motor 7 über den Leistungsverstärker 6 zugeführt. Der Transport des Magnetbands wird durch Drehung der Transportwelle 8 bewirkt, die von dem Motor 7, bei dem es sich um einen Gleichstrommotor handelt, angetrieben wird. Der Drehzahlfühler 9 ist mit dem Motor 7 gekoppelt und erzeugt ein Drehzahlsignal, das an den Adressenwähler 2 angelegt wird.

Der Aufbau des Drehzahlfühlers ist in Fig. 2(a) dargestellt. Eine Scheibe 91 ist mit dem Motor 7 über eine Welle 701 verbunden.Auf der Scheibe und entlang ihrem Umfang sind in einer Folge abwechselnd lichtdurchlässige Zonen 92 und lichtundurchlässige Zonen 93 vorgesehen.

Auf gegenüberliegenden Seiten der Scheibe 91 befinden sich eine einen Lichtstrahl aussendende Lichtquelle und ein Lichtempfänger 95. Bei durch den Motor 7 hervorgerufener Drehung der Scheibe 91 fällt der von der Lichtquelle 94 ausgesandte Lichtstrahl intermittierend auf der Lichtempfänger 95, da zwischen den lichtundurchlässigen Zonen 93 abwechselnd lichtdurchlässige Zonen 92 vorhanden sind. Das Ausgangssignal des Lichtempfängers 95 wird mit Hilfe einer Signalformungsschaltung 96 geformt, die das in Fig. 2(b) dargestellte Drehzahlsignal S erzeugt. Die Periode T des Drehzahlsignals S ist der Drehzahl des Motors umgekehrt proportional. Die Drehzahl des Motors kann dadurch auf digitale Weise gemessen werden, daß die während der Dauer der Periode T auftretenden Taktimpuise gezählt werden.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines Zeitdiagramms der bei der Anordnung von Fig. 1 unter Verwendung des Drehzahl-

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fühlers von Fig. 2 (a) ablaufenden Vorgänge. Die Unterbrecherschaltung 203 erzeugt in dem Moment ein Unterbrechersignal IS, wenn sie einen Anstiegspunkt bzw. eine Anstiegsflanke RP im Drehzahlsignal S feststellt.

Das erzeugte Unterbrechersignal IS wird dem Adressenzähler 202 zugeführt und bewirkt, daß der Adressenzähler 202 zu einer bestimmten Adresse springt. Da im Mikroprogrammspeicher unter dieser Adresse das Drehzahlregelprogramm SCP gespeichert ist, wird dieses Programm nun ausgeführt. Der Ablauf des Drehzahlregelprogramms SCP wird nachfolgend beschrieben. Der Inhalt des Zeitgebers bzw. Zählers TIMER-1, der die Anzahl während der letzten Periode des Drehzahlsignals S gezählter Taktimpulse darstellt, wird zu einem bestimmten Register, nämlich REGISTER-2, übertragen, so daß der Zähler TIMER-1 gelöscht wird und die Zählung der Taktimpulse vom Oszillator 4 erneut beginnen kann. Der in das REGISTER-2 eingespeicherte Zählwert, der die ermittelte Drehzahl des Motors darstellt, wird dann zum Rechenwerk Ii übertragen, das den Motorstrom i^ errechnet, der notwendig ist, um die Solldrehzahl des Motors zu erreichen. Der Wert i- wird dann in das REGISTER-1 über die Übertragungsleitung 13 eingespeichert und dann mit Hilfe des Digital/Analog-Umsetzers 5 in einen Analogwert umgesetzt. Der den erforderlichen Motorstrom darstellende Analogwert wird mit Hilfe des Leistungsverstärkers 6 verstärkt und dann dem Motor 7 zugeführt, so daß die Drehzahl des Motors 7 für den Transport des Magnetbands auf den Sollwert eingestellt wird.

Nach Abschluß des Drehzahlregelprogramms SCP wählt der Adressenzähler 202 eine neue Adresse an, so daß das an-

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dere Programm OP erneut startet►

Solange sich der Motor kontinuierlich, dreht, erscheinen in der Wellenform des Drehzahlsignals S abwechselnd Abfallflanken FP und Anstiegsflanken RP. Bei jeder An-Stiegsflanke bewirkt die Unterbrecherschaltung 203 die voranstehend, beschriebene Unterbrechung.

Da das Zählen durch den Zähler TIMER-1 mit einer An- - Stiegsflanke des Drehzahlsignals beginnt und mit der

nächsten Anstiegsflanke des Signals endet, entspricht TO der Zählwert des Zählers TIMER-1 der Periode des Drehzahlsignals und ist daher ein Maß für die Drehzahl des Motors»

In Fig. 4(a) ist eine andere Ausführungsform des Drehzahlfuhlers dargestellt. Die Scheibe 91 mit den transparenten Zonen 92 und den lichtundurchlässigen Zonen 93 ist dieselbe wie die Scheibe 91 in Fig. 2(a). Der von einer Lichtquelle 94 ausgestrahlte Lichtstrahl wird auf den Teil am Umfang der Scheibe 91 projiziert, in dem die transparenten Zonen und die lichtundurchlässigen Zonen ausgebildet sind. Auf der gegenüberliegenden Seite der Scheibe 91 befinden sich zwei Lichtempfänger 951 und 952. Diese beiden Liehtempfanger sind um einen geringen Abstand voneinander entfernt, so daß an den Ausgängen von Signalformungsschaltungen 961 und 96 2 Drehzahlsignale S₁ und S₂ erzeugt werden, die gemäß Darstellung in Fig. 4(b) eine gegenseitige Phasenverschiebung aufweisen. Die von dem Drehzahlfühler 9 erzeugten Drehzahlsignale S« und S2 werden der Diskriminator schaltung 201 über die in Fig". 1 gestrichelt ge-

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zeichnete Eingangsleitung zugeführt.

Ein Beispiel des Zeitdiagramms der Betriebsabläufe der vom Drehzahlfühler gemäß Fig. 4(a) Gebrauch machenden Anordnung von Fig. 1 ist in Fig. 5 gezeigt. Das andere Job-Programm OP endet an einer Abfallflanke FP des Drehzahlsignals S„, und zwar infolge einer Unterscheidungsfunktion der Diskriminatorschaltung 201, die ihr Eingangssignal vom Drehzahlfühler 9 erhält. Vom Ende des anderen Job-Programms OP bis zum Beginn des Drehzahlregelprogramms SCP an der Anstiegsflanke RP des Drehzahlsignals S₁ dauert eine Warteperiode W. Wenn die nächste AnBtiegsflanke RP des Drehzahlsignals S.. auftritt, wird die Warteperiode W beendet, während das Drehzahlregelprogramm SCP beginnt. Bei dieser Ausführungsform wird das Drehzahlregelprogramm allein durch Betätigung des Adressenwählers 2 entsprechend der Anstiegsflanke RP des Drehzahlsignals S- gestartet. Bei dieser Ausführungsform ist die Unterbrecherschaltung nicht nötig, die bei Verwendung des Drehzahlfühlers von Fig. 2(a) benutzt wurde, da das andere letzte Job-Programm OP mit der letzten Abfallflanke FP des Drehzahlsignals S₂ endete.

Die Einzelheiten der Arbeitsweise des Drehzahlregelprogramms nach Fig. 3 oder 5 werden im folgenden in Verbindung mit Fig. 1 erläutert. Es ist bekannt, daß einem Motor nur bis zu einem zulässigen Maximalwert Strom zugeführt werden kann. Wie bereits erläutert, wird der Zählwert des Zählers TIMER-1 zum Register REGISTER-2 übertragen, während der Zähler TIMER-1 dann an der Anstiegsflanke RP des "Drehzahlsignals S

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erneut zu zählen beginnt. Die Inhalte des Registers REGISTER-2 werden an das Rechenwerk 14 übertragen, wo der Drehzahlfehler A S als Resultat der Subtraktion des Sollwerts vom gezählten Drehzahlwert bzw» Istwert erhalten wird. Der Drehzahlfehler AS wird dann zum Register REGISTER-2 übertragen. Das Rechenwerk 14 vergleicht den vom Register REGISTER-2 übertragenen Drehzahlfehler AS mit dem maximal zulässigen Drehzahlfehler K-. Wenr. der Drehzahlfehler Δ S größer als K₁ ist, wird ein bestimmter Wert K₂ in das Register REGISTER-1 eingegeben-, so daß eine Drehzahlsteuerung des Motors 7 um den Wert K₂ ausgeführt wird. Falls der Drehzahlfehler A S kleiner als K₁ ist, wird der Strombestimmungswert £κ, der dem im Register REGISTER-2 eingespeicherten Drehzahlfehler AS proportional ist, in das Register REGISTER-1 eingegeben, so daß die Drehzahlsteuerung des Motors 7 um den Wert £κ ausgeführt wird.

In den Fig. 3 und 5 sind jeweils über der Zeit von oben nach unten das Drehzahlsignal S bzw. die Drehzahlsignale S₁ und S^/ der Wechsel zwischen den Programmen SCP und OP bzw. zwischen den Programmen SCP und OP und der Warteperiode W und schließlich vom Rechenwerk ermittelte Stromwerte ig, I₁, i_ und I₃, dargestellt. Es sei noch erwähnt, daß der Beginn des anderen Programms OP auch bei der Ausführungsform unter Verwendung des Drehzahlfühlers nach Fig. 4 (a) durch das Ende des Drehzahlregelprogramms SCP gesteuert wird, wie dies aus Fig. 5 erkennbar ist.

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, 4

Leerseife

Claims

BLUMBACH . WESER. BERGEN · KRAMER ZWIRNER . HIRSCH . BREHM

PATENTANWALTEINMONCHENL-N¹DWItSBADEM 9 833981

Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883605/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsull Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

Fujitsu Limited 78/8749

1015, Kamikodanaka, Nakahara-ku,
Kawasaki, Japan

Pa tentan sprüche

^Anordnung zur Regelung der Drehzahl eines Motors, insbesondere eines Motors für den Transport eines Magnetbandes, umfassend einen Drehzahlfühler, der ein Impulssignal erzeugt, dessen Periodendauer der Drehzahl entspricht, gekennzeichnet

durch einen Oszillator (4) zur Erzeugung von Takt-. Signalen, durch eine Zähleinrichtung (302), die die Taktsignal© beginnend mit einer Anstiegsflanke (RP) oder einer Abfallflanke (FP) des Impulssignals (S, S-.) zählt, durch ein Register (301), das den Zählerstand von der Zähleinrichtung übernimmt, und durch ein Rechenwerk (14), dem der Inhalt des Registers zugeführt wird und das einen diesem Registerinhalt entsprechenden Steuerwert zur Steuerung der Drehzahl errechnet.
2. Anordnung nach Anspruch 1, g e k ennz e ich-' n e t durch einen Mikroprogrammspeicher (1) zur Speicherung eines Drehzahlregelprogramms zur Regelung der Drehzahl des Motors (7), eines Programms

m.

für die Schreib/Lese-Steuerung und/oder eines Programms zur Steuerung des Signalaustausches mit

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einem Hauptgerät über eine Interface-Schaltung, wobei das Drehzahlregelprogramm (SCP) bei Wahrnehmung einer Anstiegsflanke oder einer Abfallflanke des Drehzahlsignals (S, S₁) vor den anderen Steuerprogrammen beginnt und den Betrieb von Zähleinrichtung (302), Register (301) und Rechenwerk (14) sowie die Informationsübertragung zwischen diesen Elementen steuert.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein erster und ein zweiter digitaler Drehzahlfühler (94, 91, 951, 961; 94, 91, 952, 962), die mit dem Motor (7) gekoppelt sind und zwei Rechteckwellen (S₁, S₂) unterschiedlicher Phasenlage erzeugen, vorhanden sind, daß der Ablauf des Drehzahlregelprogramms (SCP) bei einer Anstiegsflanke der Rechteckwelle vom ersten Drehzahlfühler (94, 91, 951, 961) beginnt, daß das andere Steuerprogramm (OP) beginnt, wenn das Drehzahlregelprogramm nach einer bestimmten Zeit endet, daß das andere Steuerprogramm gleichzeitig mit dem Beginn eines Wartezustands bei einer Abfallflanke der Rechteckwelle vom zweiten Drehzahlfühler (94, 91, 952, 962) endet und daß der Wartezustand (W) andauert, bis das Drehzahlregelprogramm mit der nächsten Anstiegsflanke der Rechteckwelle vom ersten Drehzahlfühler erneut beginnt.

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