ITAN20090068A1

ITAN20090068A1 - INDIVIDUALIZED MANAGEMENT SYSTEM OF A PLURALITY OF STEP-BY-STEP MOTORS

Info

Publication number: ITAN20090068A1
Application number: IT000068A
Authority: IT
Inventors: Carlo Maria Bartolini; Isidoro Antonio D; Roberto Lucci; Michele Marcantoni; Rosalino Usci; Salvatore Verno'
Original assignee: S Tra Te G I E Srl; Tre P Engineering Srl
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2011-03-29
Also published as: WO2011036291A1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION having the title

SISTEMA DI GESTIONE INDIVIDUALIZZATA DI UNA PLURALITÀ DI MOTORI PASSO-PASSO. INDIVIDUALIZED MANAGEMENT SYSTEM OF A PLURALITY OF STEP-BY-STEP MOTORS.

Il presente trovato si riferisce ai sistemi di comando e di controllo di motori passo-passo. The present invention relates to command and control systems for stepping motors.

Più in particolare, il sistema conforme al trovato è diretto alla gestione di una pluralità, di motori passo-passo costituita da un numero elevato di unità che, nello specifico, equipaggiano batterie di captatori della radiazione solare, orientabili ad inseguimento e puntamento del sole nell'arco della giornata. I motori passo-passo conosciuti dalla tecnica sono riconducibili a due fondamentali tecnologie costruttive che vanno sotto il nome di motori passopasso unipolari e di motori passo-passo bipolari. More specifically, the system according to the invention is directed to the management of a plurality of stepper motors consisting of a large number of units which, specifically, equip batteries of solar radiation collectors, which can be oriented to track and point the sun in the span of the day. The stepping motors known in the art can be traced back to two fundamental construction technologies that go by the name of unipolar stepper motors and bipolar stepper motors.

I motori passo-passo unipolari sono provvisti normalmente di quattro avvolgimenti disposti in parallelo e collegati a rispettive coppie di poli. Ad un polo è applicata la tensione di alimentazione, all'altro polo è applicata invece la tensione di terra, ovvero la massa. Single-pole stepping motors are normally provided with four windings arranged in parallel and connected to respective pairs of poles. The power supply voltage is applied to one pole, while the earth voltage, or ground, is applied to the other pole.

II controllo del funzionamento dei motori del primo tipo è attuato mediante un sistema che gestisce l'alimentazione elettrica del motore e che essenzialmente comprende dei contatti disposti in serie con ciascun avvolgimento; contatti che sono commutabili a comando mediante segnali uscenti da un'unità di controllo in modo da chiudere la linea di collegamento tra polo di alimentazione e polo di massa, quando il motore deve essere attivato, e viceversa da aprirla quando l'alimentazione deve cessare. The control of the operation of the motors of the first type is carried out by means of a system which manages the electric power supply of the motor and which essentially comprises contacts arranged in series with each winding; contacts that can be switched on command by means of outgoing signals from a control unit in order to close the connection line between the power supply pole and the ground pole, when the motor must be activated, and vice versa, to open it when the power supply must cease.

Alternando opportunamente le chiusure dei contatti dei vari avvolgimenti si determina il verso di rotazione del motore. By suitably alternating the contact closures of the various windings, the direction of rotation of the motor is determined.

Variando la frequenza di apertura-chiusura dei contatti si determina invece la velocità del motore. By varying the contact opening-closing frequency, the motor speed is instead determined.

I motori passo-passo bipolari prevedono la presenza di due avvolgimenti che vengono alimentati alternativamente, ed in corrente di polarità alternata, da treni di impulsi generati da un driver di alimentazione. Bipolar stepper motors provide for the presence of two windings which are powered alternately, and in alternating polarity current, by pulse trains generated by a power supply driver.

In questo caso il dispositivo di controllo interagisce direttamente con il driver tramite un idoneo bus ed è poi il driver che provvede ad alimentare di conseguenza i due avvolgimenti. In this case the control device interacts directly with the driver through a suitable bus and it is then the driver that supplies the two windings accordingly.

Pur nella loro diversa forma tecnologica di attuazione, i due tipi di motori passo-passo sono accomunati dal fatto che, nelle applicazioni di tecnica nota un unico sistema di controllo è asservito alla gestione di un singolo motore, o al massimo di due motori. Even in their different technological form of actuation, the two types of stepper motors share the fact that, in the applications of the known art, a single control system is enslaved to the management of a single motor, or at most of two motors.

Per questo motivo, e per quanto noto allo stesso Richiedente, nella tecnica nota non si conosce la presenza di applicazioni di motori passo-passo in cui siano presenti un alto numero di utilizzatori serviti appunto da tali motori Infatti, secondo la tecnica nota di gestione dei motori passo-passo, i sistemi di controllo dovrebbero moltiplicarsi in proporzione diretta con il numero degli utilizzatori con conseguente incremento dei costi, delle complicazioni impiantistiche e con lo scadimento dell'affidabilità generale degli utilizzatori cui essi sono asserviti. For this reason, and to the extent known to the same Applicant, the presence of stepper motor applications in which there are a high number of users served by such motors is not known in the known art. stepper motors, the control systems should multiply in direct proportion with the number of users with a consequent increase in costs, plant complications and with the decline in the general reliability of the users to whom they are subject.

Scopo del presente trovato è pertanto quello di ovviare a questi inconvenienti rendendo possibile l'impiego di motori passo-passo plurimi eventualmente combinati in insiemi di elevati numeri di esemplari e superando le limitazioni intrinseche dei sistemi di gestione che viceversa sono propri della tecnica nota. The aim of the present invention is therefore to obviate these drawbacks by making it possible to use multiple stepper motors possibly combined in sets of large numbers of specimens and overcoming the intrinsic limitations of the management systems which, conversely, are typical of the known art.

In accordo con l’invenzione, tale scopo viene raggiunto da un sistema di gestione individualizzata di una pluralità di motori passo-passo conforme alla rivendicazione 1 e in particolare comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle rivendicazioni annesse. In accordance with the invention, this purpose is achieved by an individualized management system of a plurality of stepper motors in accordance with claim 1 and in particular including the technical characteristics set out in one or more of the annexed claims.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, nonché i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui: The technical characteristics of the invention, according to the aforementioned purposes, as well as the advantages thereof will become more evident in the detailed description that follows, made with reference to the attached drawings, which represent a purely exemplary and non-limiting embodiment thereof, in which:

- la figura 1 è uno schema funzionale di un sistema di alimentazione e controllo di un singolo motore passo-passo unipolare, sistema che opera conformemente alla tecnica nota; Figure 1 is a functional diagram of a power supply and control system of a single unipolar stepping motor, a system which operates in accordance with the known art;

- la figura 2 è uno schema funzionale, a blocchi, di un sistema di gestione individualizzata di una pluralità di motori passo-passo unipolari, conforme alla presente invenzione; Figure 2 is a functional block diagram of an individualized management system for a plurality of unipolar stepper motors, according to the present invention;

- la figura 3, nelle sue componenti da 3A a 3E, è una rappresentazione di alcune possibili forme di attuazione dei dispositivi fisici simbolicamente rappresentati nei blocchi dello schema di figura 2; Figure 3, in its components 3A to 3E, is a representation of some possible embodiments of the physical devices symbolically represented in the blocks of the diagram of Figure 2;

- la figura 4 è uno schema funzionale a blocchi di una variante del sistema di alimentazione di figura 2, con motori passo-passo, ancora di tipo unipolare; Figure 4 is a functional block diagram of a variant of the power supply system of Figure 2, with stepper motors, again of the unipolar type;

- la figura 5, nelle sue componenti da 5A a 5G, è una rappresentazione di alcune possibili forme di attuazione dei dispositivi fisici simbolicamente rappresentati nello schema di figura 4; Figure 5, in its components from 5A to 5G, is a representation of some possible embodiments of the physical devices symbolically represented in the diagram of Figure 4;

- la figura 6 è uno schema funzionale di un sistema di alimentazione e controllo di un singolo motore passo-passo di tipo bipolare, sistema che opera conformemente alla tecnica nota; Figure 6 is a functional diagram of a power supply and control system of a single bipolar stepper motor, a system which operates in accordance with the known art;

- la figura 7 è uno schema funzionale, a blocchi, di un sistema di gestione di una pluralità di motori passo-passo unipolari, realizzato come variante dello schema di figura 2; Figure 7 is a functional block diagram of a management system for a plurality of unipolar stepper motors, realized as a variant of the diagram of Figure 2;

- la figura 8, nelle sue componenti da 8A a 8C, è una rappresentazione di alcune possibili forme di attuazione dei dispositivi fisici simbolicamente rappresentati nei blocchi dello schema di figura 7; figure 8, in its components from 8A to 8C, is a representation of some possible embodiments of the physical devices symbolically represented in the blocks of the diagram of figure 7;

- le figure 9 e 10 sono schemi funzionali a blocchi che rappresentano dei sistema di diagnosi della corretta esecuzione dei passi dei singoli motori relativi agli schemi delle figure 2 e 4. - Figures 9 and 10 are functional block diagrams that represent diagnostic systems for the correct execution of the steps of the individual motors relative to the diagrams of Figures 2 and 4.

Con riferimento alle figure degli uniti disegni, in Figura 1 , con 50 si identifica un motore passo-passo, di tipo unipolare, e con 60 uno schema di un controllore locale della commutazione di stato - attivo/disattivo di detto motore 50 - l'uno e l'altro essendo realizzati conformemente alla tecnica nota. With reference to the figures of the accompanying drawings, in Figure 1, with 50 identifies a stepping motor, of the unipolar type, and with 60 a diagram of a local controller for the switching of state - active / inactive of said motor 50 - the one and the other being made in accordance with the known art.

Più in particolare, il motore 50 è provvisto di quattro avvolgimenti indicati con L1 ,L2,L3,L4, i quali sono connessi: a monte, ad un polo 2 collegato elettricamente ad una tensione di alimentazione Vcc positiva e predefinita; e a valle collegati selettivamente, da altrettanti contatti K1 ,K2,K3,K4 - disposti in serie con gli avvolgimenti L1 ,L2,L3,L4 - ad un polo 3 collegato elettricamente a terra o a massa, ovvero posto in generale ad un potenziale elettrico minore di quello di pertinenza del polo 2. More specifically, the motor 50 is provided with four windings indicated with L1, L2, L3, L4, which are connected: upstream, to a pole 2 electrically connected to a positive and predefined supply voltage Vcc; and downstream selectively connected, by as many contacts K1, K2, K3, K4 - arranged in series with the windings L1, L2, L3, L4 - to a pole 3 electrically connected to earth or ground, or placed in general at a lower electrical potential than that pertaining to pole 2.

I contatti K1 ,K2,K3,K4, normalmente aperti, sono commutabili in chiusura, e viceversa, sulla base di comandi di azionamento digitale DO(K1) DO(K2) DO(K3) DO(K4) generati da un'unità 60a di controllo, simbolicamente rappresentata, che può essere attuata ad esempio da un PLC, da un PC o da un sistema all’uopo dedicato. Contacts K1, K2, K3, K4, normally open, are switchable in closing, and vice versa, on the basis of digital actuation commands DO (K1) DO (K2) DO (K3) DO (K4) generated by a 60a unit control, symbolically represented, which can be implemented for example by a PLC, a PC or a system dedicated to this purpose.

Alternando opportunamente le chiusure dei contatti K1 ,K2,K3,K4 si determina la rotazione del motore 50 secondo uno o l'altro dei due versi di rotazione. Variando la frequenza di commutazione dei contatti K1 ,K2,K3,K4 si determina invece la velocità di rotazione del motore 50. By suitably alternating the closures of contacts K1, K2, K3, K4, the rotation of the motor 50 is determined according to one or the other of the two directions of rotation. By varying the switching frequency of contacts K1, K2, K3, K4, on the other hand, the rotation speed of the motor 50 is determined.

In figura 2 è rappresentata una rete, globalmente indicata con 5, nella quale una pluralità di motori M(i,j) del tipo sopra descritto è alimentata, controllata e regolata da un sistema di gestione individualizzata, indicato globalmente con 1 , il quale forma specifico oggetto della presente invenzione. Figure 2 shows a network, globally indicated with 5, in which a plurality of motors M (i, j) of the type described above is powered, controlled and regulated by an individualized management system, globally indicated with 1, which forms specific object of the present invention.

La rete 5 prevede sostanzialmente una serie di rami - orizzontali (secondo la rappresentazione grafica di figura 2) d'ora in avanti definiti collegamenti di riga 6 ed una serie di rami - verticali - denominati collegamenti di colonna 7. I collegamenti di riga 6 fanno capo al polo 3 di terra che, come sarà più chiaro nel seguito è integrato in un blocco 4. The network 5 basically provides a series of horizontal - branches (according to the graphical representation of figure 2) hereinafter referred to as row 6 connections and a series of - vertical - branches called column 7 connections. end to earth pole 3 which, as will become clearer in the following, is integrated in a block 4.

I collegamenti di colonna 7 fanno capo ad un conduttore comune che è collegato al polo di alimentazione elettrica a potenziale Vcc da pensarsi associato invece ad un blocco 2. The connections of the column 7 refer to a common conductor which is connected to the electric power supply pole at potential Vcc to be thought associated instead with a block 2.

I collegamenti di riga 6 ed i collegamenti di colonna 7 si connettono ad una pluralità di nodi, indicati con 8, ai quali sono collegati altrettanti motori M(i,j), del tipo rappresentato in figura 1 . The connections of row 6 and the connections of column 7 are connected to a plurality of nodes, indicated with 8, to which as many motors M (i, j), of the type shown in Figure 1, are connected.

La posizione di ciascun motore M(i,j) nella rete 5, ovvero la posizione di ciascun nodo 8 ad esso collegato, è individuata univocamente da due coordinate (i,j), la prima delle quali individua il collegamento di riga al quale il motore M(i,j) appartiene, la seconda individuando invece il collegamento di colonna al quale il motore M(i,j) è contemporaneamente appartenente. The position of each motor M (i, j) in the network 5, i.e. the position of each node 8 connected to it, is uniquely identified by two coordinates (i, j), the first of which identifies the row connection to which the motor M (i, j) belongs, the second identifying instead the column connection to which the motor M (i, j) belongs at the same time.

In altre parole, la posizione di ciascun motore M(i,j) nella rete 5 è determinata da una matrice di indirizzi (i,j) univoci per ciascun motore M(i,j). In figura 3 è rappresentato più nello specifico il significato dei blocchi dello schema di figura 2. In other words, the position of each engine M (i, j) in the network 5 is determined by a matrix of unique addresses (i, j) for each engine M (i, j). Figure 3 shows more specifically the meaning of the blocks of the diagram of Figure 2.

Nel dettaglio “A" della figura 3 è possibile notare che con blocco 11 si è inteso rappresentare nella figura 2 un contattore di colonna, intendendosi con il termine contattore un dispositivo in grado di gestire in apertura o in chiusura uno o più contatti fisici (attuati ad esempio da relè meccanici) o virtuali (ovvero realizzati con tecnologie alternative, ma comunque tali da sviluppare funzionalità equivalenti). In detail "A" of figure 3 it is possible to note that block 11 is intended to represent a column contactor in figure 2, meaning by the term contactor a device capable of managing one or more physical contacts in opening or closing (actuated for example by mechanical relays) or virtual (i.e. made with alternative technologies, but in any case such as to develop equivalent functions).

Il contattore 11 può essere realizzato anche da un solo contatto K, aperto, attuato ad esempio da un relè meccanico o da un transistor. Il contatto K può essere comandato in chiusura da un segnale 10' di comando rappresentato da un segnale digitale di output DOG) prodotto da mezzi 9 di comando generale del sistema 1 di gestione. The contactor 11 can also be formed by a single contact K, open, actuated for example by a mechanical relay or by a transistor. Contact K can be commanded to close by a command signal 10 'represented by a digital output signal DOG) produced by general command means 9 of the management system 1.

Il comando di chiusura del contatto K relativo al blocco 11 dell'uno o dell'altro collegamento di colonna 7 consente dunque di collegare elettricamente, attraverso il collegamento di colonna 7 medesimo i poli 2 e 3. The command to close the contact K relative to the block 11 of one or the other column connection 7 therefore allows the poles 2 and 3 to be electrically connected through the column connection 7 itself.

La stessa figura 3A consente anche di evidenziare che il generico blocco 11 può rappresentare in alternativa alla soluzione del contattore appena descritta anche la variante che prevede l'alimentazione diretta dell'intera collegamento di colonna 7 alla tensione Vcc. The same figure 3A also makes it possible to highlight that the generic block 11 can represent, as an alternative to the solution of the contactor just described, also the variant which provides for the direct power supply of the entire column connection 7 to the voltage Vcc.

Analoga impostazione realizzativa è visibile nel dettaglio “C" della figura 3 con il quale si identifica una possibile forma di attuazione di un contattore 12 di riga per la rete 5 di figura 2. Tale contattore presenta quattro contatti, normalmente aperti, che possono essere commutati da un segnale 10" di comando rappresentato anch'esso da un'uscita digitale DO(i) prodotta dai mezzi 9 di comando generale per connettere, selettivamente, a massa l'uno 0 l'altro dei collegamenti di riga 6 della rete 5. A similar constructive setting can be seen in detail "C" of figure 3 which identifies a possible embodiment of a row contactor 12 for the network 5 of figure 2. This contactor has four contacts, normally open, which can be switched by a control signal 10 "also represented by a digital output DO (i) produced by the general control means 9 to connect, selectively, to ground one or the other of the line connections 6 of the network 5.

I collegamenti di colonna 7, alimentando i motori M(i,j) a monte a degli avvolgimenti L1 ,L2,L3,L4, possono essere realizzati da elementi unifilari. 1 collegamenti di riga 6, viceversa sono attuati da conduttori a quattro fili, uno per ogni avvolgimento L1 ,L2,L3,L4 di ciascun motore M(i,j). The column connections 7, supplying the motors M (i, j) upstream of the windings L1, L2, L3, L4, can be made by single-wire elements. The connections of row 6, vice versa, are made by four-wire conductors, one for each winding L1, L2, L3, L4 of each motor M (i, j).

I collegamenti di riga 6 possono essere realizzati assai vantaggiosamente ed assai economicamente mediante l'impiego di un convenzionale cavo di rete costituito, ad esempio, da un doppino RJ45 per trasmissione dati. The row connections 6 can be made very advantageously and very economically by using a conventional network cable consisting, for example, of an RJ45 twisted pair for data transmission.

Mediante la coppia di segnali 10' e 10" ovvero DOG) DO(i) .dunque i mezzi 9 di comando possono indirizzare in alimentazione individuale e selettiva tutti i motori M(fii,.ji)) della rete 5. By means of the pair of signals 10 'and 10 "or DOG) DO (i), the control means 9 can therefore address all the motors M (fii, .ji)) of the network 5 in individual and selective power supply.

Nella sezione “B” di figura 3 è esplicata una forma di attuazione dei dispositivi fisici che nella rete 5 di figura 2 sono indicati con blocco 8. Con tale blocco 8 si è rappresenta infatti la struttura dei nodi realizzati dalla interconnessione dei quattro conduttori o fili uscenti dagli avvolgimenti L1 ,L2,L3,L4 del generico motore M(i,j) con altrettanti conduttori che - nei collegamenti di riga 6 - connettono in serie gli omologhi avvolgimenti di due motori consecutivi M(i,j-1 ) M(i,j+1) , ovvero di due motori che sono ubicati su uno stesso collegamento di riga 6, ma che appartengono al tempo stesso a due adiacenti collegamenti di colonna 7 della rete 5. Section "B" of figure 3 shows an embodiment of the physical devices which in the network 5 of figure 2 are indicated with block 8. In fact, this block 8 represents the structure of the nodes created by the interconnection of the four conductors or wires outgoing from the windings L1, L2, L3, L4 of the generic motor M (i, j) with as many conductors which - in the connections of row 6 - connect in series the homologous windings of two consecutive motors M (i, j-1) M ( i, j + 1), i.e. of two motors which are located on the same link of row 6, but which belong at the same time to two adjacent links of column 7 of network 5.

L'utilizzo di diodi 13, a valle degli avvolgimenti L1 ,L2,L3,L4 del motore M(i,j), e prima della interconnessione di tali avvolgimenti con gli omologhi conduttori dei collegamenti di riga 6, consente di dare attuazione a mezzi di schermatura che assicurano l'azionamento individuale del motore M(i,j), indirizzato dai mezzi di comando 9 generale, senza interferenze elettriche dì sorta con i restanti motori M(i,j) della rete 5. The use of diodes 13, downstream of the windings L1, L2, L3, L4 of the motor M (i, j), and before the interconnection of these windings with the homologous conductors of the row 6 connections, allows to implement means shields which ensure the individual actuation of the motor M (i, j), addressed by the general control means 9, without any electrical interference with the remaining motors M (i, j) of the network 5.

Nel dettaglio “D" della figura 3 è possibile notare che con blocco 4 si è inteso designare dei mezzi attuatori della commutazione di stato M(i,j) -unici per tutti i motori M(i,j) della rete 5. Infatti in virtù della loro collocazione a monte del polo 3 di terra ed in comune con tutti i collegamenti di riga 6 i mezzi 4 attuatori per effetto della commutazione dei relativi contatti K1 ,K2,K3,K4 sono in grado di mettere a massa il motore M(i,j) di volta collegato al polo 2 di alimentazione. In detail "D" of Figure 3 it is possible to note that block 4 is intended to designate means for actuating the state switching M (i, j) -unique for all motors M (i, j) of the network 5. In fact in by virtue of their location upstream of the earth pole 3 and in common with all the connections of row 6, the means 4 actuators due to the switching of the relative contacts K1, K2, K3, K4 are able to ground the motor M ( i, j) once connected to power supply pole 2.

Il funzionamento del sistema 1 di gestione della rete 5 può essere sinteticamente riassunto con l'ausilio della figura 2 osservando che i mezzi 9 di comando generale della rete 5 determinano- in relazione con dei segnali di ingresso provenienti dall'applicazione specifica cui il sistema 1 è asservito - le uscite digitali 10’, 10” ovvero DO (i,j) che chiudono in circuito elettrico il generico motore M(i,j) tra i poli 2 di alimentazione e 3 di massa mediante alimentazione del collegamento di riga 6 e del collegamento di colonna 7 pertinenti con tale motore M(i,j). The operation of the network management system 1 1 can be summarized briefly with the aid of Figure 2 by observing that the general control means 9 of the network 5 determine - in relation to the input signals coming from the specific application to which the system 1 is enslaved - the digital outputs 10 ', 10 "or DO (i, j) which close the generic motor M (i, j) in the electrical circuit between power supply poles 2 and ground 3 by powering line connection 6 and of column link 7 relevant to such engine M (i, j).

Dopo l'indirizzamento del motore M(i,j), i mezzi attuatori 4 tramite il controllo 4a associato ai collegamenti di riga 6 inviano agli avvolgimenti L1 ,L2,L3,L4 del motore M(i,j) di indirizzato la sequenza dei segnali di avanzamento. After addressing the motor M (i, j), the actuator means 4 by means of the control 4a associated with the connections of row 6 send the sequence of the addressed to the windings L1, L2, L3, L4 of the motor M (i, j) progress signals.

A seconda della sequenza, il motore M(i,j) indirizzato ruota nell'uno o nell'altro senso di rotazione; a seconda della frequenza di commutazione, il motore M(i,j) varia invece l'intensità della propria velocità di rotazione. Depending on the sequence, the addressed motor M (i, j) rotates in one or the other direction of rotation; on the other hand, depending on the switching frequency, the motor M (i, j) varies the intensity of its rotation speed.

Il sistema 1 di gestione siffatto consente dunque la gestione individualizzata e selettiva di qualsiasi motore M(i,j) della rete 5 che può essere anche equipaggiata, senza problemi di sorta per la sua gestione, anche con un numero molto elevato di motori M(i,j). The management system 1 of this type therefore allows the individualized and selective management of any motor M (i, j) of the network 5 which can also be equipped, without any problems whatsoever for its management, even with a very high number of motors M ( i, j).

I collegamenti di riga 6 ed i collegamenti di colonna 7 appena descritti sono realizzati preferibilmente mediante conduttori attuati fisicamente da cavi idonei alla conduzione dei segnali. Una tale soluzione, sotto forma cablata, è tuttavia da pensarsi in linea di principio solamente indicativa e non limitativa, poiché è evidente che la rete 5 potrebbe essere realizzata anche in alcune sue componenti in forma “wireless", ovvero in forma tale da trasmettere i segnali a mezzo di onde elettromagnetiche. The row connections 6 and the column connections 7 just described are preferably made by means of conductors physically implemented by cables suitable for signal conduction. Such a solution, in the wired form, is however to be thought in principle only indicative and not limiting, since it is clear that the network 5 could also be realized in some of its components in "wireless" form, or in such a form as to transmit the signals by means of electromagnetic waves.

II sistema 1 di gestione appena descritto trova molteplici possibilità di applicazione nei campi più disparati. Un esempio indicativo, ma non limitativo di tali possibilità, è rappresentato dall'impiego dei motori M(i,j) come unità di motorizzazione di mezzi di azionamento che equipaggiano captatori della radiazione solare negli impianti di sfruttamento di tale energia. In questo caso applicativo il sistema 1 risulta particolarmente vantaggioso in quanto in grado di orientare batterie di captatori anche molto numerose, equipaggiate ciascuna da uno o due motoriduttori a passo in modo da inseguire il sole nell'arco della giornata. E' chiaro quindi che in questo caso che i mezzi 9 di comando del sistema 1 di gestione che producono le uscite digitali DO (i,j) di indirizzamento dei vari motori M(i,j) sono pilotati mediante segnali di ingresso provenienti dal sistema di inseguimento solare. The management system 1 just described finds multiple possibilities of application in the most disparate fields. An indicative, but not limiting example of these possibilities is represented by the use of the motors M (i, j) as drive units for drive means that equip solar radiation collectors in plants for exploiting this energy. In this application case, the system 1 is particularly advantageous as it is capable of directing even very numerous batteries of sensors, each equipped with one or two step gear motors so as to follow the sun throughout the day. It is therefore clear that in this case the control means 9 of the management system 1 which produce the digital outputs DO (i, j) for addressing the various motors M (i, j) are driven by means of input signals coming from the system of solar tracking.

Poiché in tali applicazioni le regolazioni si effettuano con cicli di azionamento del motore M(i,j) di durata assai ridotta, intervallati da tempi di attesa relativamente lunghi tra una regolazione e l'altra, è evidente che il sistema 1 di gestione secondo il trovato è in grado di gestire facilmente, con piena affidabilità e con costi ridotti di impianto e di esercizio anche alcune centinaia di motori M(i,j). Since in these applications the adjustments are carried out with very short cycles of operation of the motor M (i, j), interspersed with relatively long waiting times between one adjustment and the next, it is evident that the management system 1 according to the invention is able to manage easily, with full reliability and with reduced plant and operating costs even a few hundred motors M (i, j).

In figura 4 è rappresentata una variante esecutiva del trovato di figura 2. Relativamente a tale variante è necessario tenere presente che i riferimenti numerici che designano elementi corrispondenti a quelli di figura 2 sono contrassegnati da uno stesso numero incrementato tuttavia di cento unità. Inoltre, la descrizione che segue sarà limitata principalmente alle varianti della presente soluzione, rinviando per brevità di trattazione a quanto già detto per la figura 2 per quanto non esplicitamente indicato. Figure 4 shows an embodiment variant of the invention of Figure 2. With regard to this variant, it is necessary to bear in mind that the numerical references which designate elements corresponding to those of Figure 2 are marked by the same number, however increased by one hundred units. Furthermore, the following description will be limited mainly to the variants of the present solution, referring for the sake of brevity to what has already been said for Figure 2 for what is not explicitly indicated.

La figura 5, similmente a quanto previsto dalla figura 3, descrive alcuni dettagli dei dispositivi fisici simbolicamente indicati nella figura 4. Figure 5, similarly to what is envisaged in Figure 3, describes some details of the physical devices symbolically indicated in Figure 4.

Il dettaglio “A" della figura 5, relativo ai contattori 111 del collegamento di colonna 107 non necessita di particolare descrizione in quanto sostanzialmente coincidente con il dettaglio “A" della figura 3. The detail "A" of Figure 5, relating to the contactors 111 of the column connection 107 does not require any particular description as it substantially coincides with the detail "A" of Figure 3.

I dettagli “B” e "C" della figura 5 mettono in luce il fatto che i collegamenti di riga 106 ed i collegamenti di colonna 107 possono prevedere entrambi la presenza di una connessione unifilare (sia di tipo permanente, sia di tipo commutabile mediante contattore ad unico contatto) di collegamento ai rispettivi poli 3 e 2. Nel caso di specie, il blocco 3 mette appunto in luce la presenza di una connessione a terra che percorre i collegamenti di riga 6 e che è ad essi associata (vedasi sezione “E" della figura 5). The details "B" and "C" of figure 5 highlight the fact that the row connections 106 and the column connections 107 can both provide for the presence of a single-wire connection (both permanent and switchable by contactor with a single contact) for connection to the respective poles 3 and 2. In this case, block 3 highlights the presence of an earth connection which runs through the connections of row 6 and which is associated with them (see section "E "of Figure 5).

La parte più significativa di questa variante è rappresentata nei dettagli “E" ed “F" della figura 5. In essi, si osserva che ciascun nodo 108 della rete 5 comprende un array transistor 27 che è associato operativamente al corrispondente motore M(i,j). L' array transistor 27 presenta (dettaglio Έ" di figura 5) una prima serie di piedini Ν', E', S', W ai quali sono collegati gli avvolgimenti L1 ,L2,L3,L4 del motore M(i,j) ed una seconda serie di piedini, contrapposti ai piedini della prima serie e contrassegnati con N,E,S,W, che vanno a collegarsi con corrispondenti conduttori dei collegamenti di riga 106 e dei collegamenti di colonna 107 (vedasi dettaglio “F" di figura 5). I comuni 25 degli array transistors 27 sono collegati a massa ad un conduttore 26 del collegamento di riga 106, conduttore 26 che connette i motori M(i,j-1) e M(i,j+1 ) adiacenti. The most significant part of this variant is represented in the details "E" and "F" of Figure 5. In them, it is observed that each node 108 of the network 5 comprises a transistor array 27 which is operatively associated with the corresponding motor M (i, j). The transistor array 27 has (detail Έ "of figure 5) a first series of pins Ν ', E', S ', W to which the windings L1, L2, L3, L4 of the motor M (i, j) are connected and a second series of pins, opposed to the pins of the first series and marked with N, E, S, W, which connect with corresponding conductors of the row connections 106 and of the column connections 107 (see detail "F" in the figure 5). The common 25 of the array transistors 27 are connected to ground to a conductor 26 of the row connection 106, conductor 26 which connects the adjacent motors M (i, j-1) and M (i, j + 1).

Come rilevabile dal dettaglio “F” delle figura 5, tutti i nodi 108 sono collegati da un cavo quadripolare che serve contemporaneamente tutti gli array transistors 27 della rete 105 e che comunica la sequenza dei segnali per la messa a terra degli avvolgimenti L1 ,L2,L3,L4 per l'azionamento dei singoli motori M(i,j). As can be seen from the detail "F" of figure 5, all the nodes 108 are connected by a four-pole cable which simultaneously serves all the array transistors 27 of the network 105 and which communicates the sequence of the signals for grounding the windings L1, L2, L3, L4 for driving the single motors M (i, j).

Portando a potenziale Vcc uno dei piedini N,S,E,W dell' array transistor 27, il corrispondente piedino N',S',E',W e quindi l'avvolgimento stesso del motore M(i,j) ad esso collegato, vengono collegati al comune 25 dell· array transistor 27 che è messo a terra. Bringing one of the pins N, S, E, W of the transistor array 27 to potential Vcc, the corresponding pin N ', S', E ', W and therefore the winding of the motor M (i, j) connected to it , are connected to common 25 of the transistor array 27 which is grounded.

I segnali per la messa a terra degli avvolgimenti L1 ,L2,L3,L4 dei motori M(i,j) sono generati dai mezzi attuatori 104 a seguito di comando ricevuto dai mezzi 9 di comando. I mezzi attuatori 104 prevedono, nel caso di specie, un controllo 104a che immette le uscite digitali DO(N), DO(S), DO(E), DO(W), nei corrispondenti conduttori dei cavi quadripolari N,S,E,W e che genera la sequenza per la movimentazione del motore M(i,j). The signals for grounding the windings L1, L2, L3, L4 of the motors M (i, j) are generated by the actuator means 104 following a command received from the control means 9. The actuator means 104 provide, in this case, a control 104a which inputs the digital outputs DO (N), DO (S), DO (E), DO (W), into the corresponding conductors of the four-pole cables N, S, E , W and which generates the sequence for the movement of the motor M (i, j).

In figura 6 è mostrato uno schema di alimentazione/controllo di un motore 70 passo-passo, di tipo bipolare, di costruzione nota con relativo sistema di alimentazione/controllo globalmente individuato con riferimento 80. Figure 6 shows a power supply / control diagram of a stepper motor 70, of the bipolar type, of known construction with relative power supply / control system globally identified with reference 80.

II funzionamento del motore 70 viene determinato da un'unità di azionamento dedicata 80b che genera treni di impulsi per l'alimentazione alternata degli avvolgimenti L1 ,L2, su comando ricevuto da un'unità di controllo, indicata con riferimento 80a. The operation of the motor 70 is determined by a dedicated drive unit 80b which generates pulse trains for the alternating supply of the windings L1, L2, upon command received from a control unit, indicated with reference 80a.

Una pluralità di motori M(i,j) di tipo bipolare può essere implementata in una rete 205 rappresentata in figura 7. A plurality of bipolar motors M (i, j) can be implemented in a network 205 shown in Figure 7.

La rete 205 presente una topologia sostanzialmente identica a quella della rete di figura 2. Con riferimento a quest'ultima gli elementi omologhi presentati dalla rete di figura 7 mantengono gli stessi riferimenti numerici, tuttavia accresciuti di 200 unità per distinguerne l'appartenenza alla presente terza variante del trovato. The network 205 has a topology substantially identical to that of the network of figure 2. With reference to the latter, the homologous elements presented by the network of figure 7 maintain the same numerical references, however increased by 200 units to distinguish their belonging to the present third variant of the invention.

La figura 8 illustra con i dettagli delle sezioni “A”, “B” e “C" alcune possibili forme di attuazione degli elementi simbolicamente rappresentati in figura 7. Con riferimento alle sezioni “A” e “B" della figura 8 si rileva che i contattori di colonna 211 di figura 7 sono provvisto di due contatti K, normalmente aperti, posti in parallelo tra loro su altrettanti conduttori 30 che portano l'alimentazione elettrica ai capi di un primo avvolgimento L1 di tutti motori M(i,j) appartenenti ad un collegamento di colonna 207 (colonna j-esima). I contattori di riga 212 prevedono identicamente due contatti meccanici a relè che alimentano i capi di un secondo avvolgimento L2 di tutti i motori M(j,j) di una stessa riga (riga i-esima). Le uscite digitali DOQ) e DO(i) generate dai mezzi 204 attuatori alimentati dal polo 2 (vedasi sezione “C" di figura 8), su comando esterno emanato dai mezzi 9 di comando, attivano ciascun singolo motore M(i,j) posto in corrispondenza del nodo 208 cui fanno capo la colonna (j) e la riga (i) indirizzate. Figure 8 illustrates with the details of sections "A", "B" and "C" some possible embodiments of the elements symbolically represented in figure 7. With reference to sections "A" and "B" of figure 8 it is noted that the column contactors 211 of figure 7 are provided with two contacts K, normally open, placed in parallel with each other on as many conductors 30 which carry the electric power supply to the ends of a first winding L1 of all motors M (i, j) belonging to a link of column 207 (j-th column). The row contactors 212 have two mechanical relay contacts identically which supply the ends of a second winding L2 of all the motors M (j, j) of the same row (i-th row). The digital outputs DOQ) and DO (i) generated by the actuator means 204 powered by pole 2 (see section "C" of figure 8), upon external command issued by the control means 9, activate each single motor M (i, j) placed in correspondence with node 208 to which the addressed column (j) and row (i) refer.

Entrambe le soluzioni unipolari delle figure 2 e 3 e delle figure 4 e 5 si prestano particolarmente aH'implementazione di mezzi 20, 120 di diagnostica “del buon esito del passo”, intendendosi con ciò rilevare se un qualsiasi motore M(i,j) della rete 5,105 abbia eseguito esattamente il numero discreto di passi comandato. Both the unipolar solutions of Figures 2 and 3 and of Figures 4 and 5 lend themselves particularly to the implementation of diagnostic means 20, 120 for "the successful outcome of the step", meaning by this to detect whether any motor M (i, j) of the 5.105 network has performed exactly the discrete number of steps commanded.

Per ottenere tale risultato, il sistema 1 prevede (Figura 9) di collocare un analizzatore 20a di segnale elettrico in prossimità del polo 3 di terra, polo 3 in corrispondenza del quale pervengono a terra le correnti che fluiscono all'interno degli avvolgimenti L1 ,L2,L3,L4 di ciascun motore M(i,j) di volta in volta attivato. Avendo precedentemente memorizzato le forme d'onda tipiche del funzionamento corretto di un motore M(i,j), sotto l'azione dei relativi mezzi 4,104 attuatori, si può così confrontare con tale forma d'onda presa come termine di paragone il segnale di corrente acquisito in tempo reale dall'analizzatore 20a e stabilire così mediante confronto se il motore M(i,j) che al momento sta girando stia effettivamente funzionando in modo corretto o viceversa ilo sta facendo n modo anomalo. To obtain this result, system 1 provides (Figure 9) to place an electrical signal analyzer 20a near the ground pole 3, pole 3 in correspondence with which the currents flowing inside the windings L1, L2 reach ground. , L3, L4 of each motor M (i, j) activated from time to time. Having previously memorized the waveforms typical of the correct operation of a motor M (i, j), under the action of the relative 4,104 actuator means, it is thus possible to compare the waveform taken as a term of comparison with the current acquired in real time by the analyzer 20a and thus establish by comparison whether the motor M (i, j) which is currently running is actually operating correctly or vice versa ilo is operating in an anomalous way.

In figura 10, è rappresentata la forma di attuazione dei mezzi 120 di diagnostica, operanti secondo il principio funzionale appena descritto ed applicati in modo tale da interoperare da un lato con il polo 3 di terra e dell'altro con i mezzi 104 attuatori della commutazioni di stato dei motori M(i,j) realizzati in questo caso nella forma di attuazione che prevede l'attivazione degli array transistors 27. Figure 10 shows the embodiment of the diagnostic means 120, operating according to the functional principle just described and applied in such a way as to interoperate on one side with the earth pole 3 and on the other with the switching actuator means 104 status of the motors M (i, j) realized in this case in the embodiment which provides for the activation of the array transistors 27.

In definitiva, i mezzi 20,120 di diagnostica sopra descritti forniscono al sistema 1 di gestione conforme al trovato - operante con motori passopasso, elettivamente destinati ad operare con controllo ad anello aperto -una forma di retroazione in grado di avvicinare la funzionalità del sistema 1 ad un sistema ad anello chiuso senza dover ricorrere alle complessità impiantistica, di natura topologica e componentistica, tipica di questi ultimi sistemi. Ultimately, the diagnostic means 20,120 described above provide the management system 1 according to the invention - operating with stepper motors, electively intended to operate with open loop control - a form of feedback capable of bringing the functionality of the system 1 closer to a closed-loop system without having to resort to the plant complexity, of a topological and component nature, typical of the latter systems.

Il trovato così concepito è suscettibile di evidente applicazione industriale; può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti neH'ambito del concetto inventivo; tutti i dettagli possono essere sostituiti, inoltre, da elementi tecnicamente equivalenti. The invention thus conceived is susceptible of evident industrial application; it can also be subject to numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; all the details can also be replaced by technically equivalent elements.

Claims

CLAIMS 1. Individualized management system of a plurality of stepper motors (M (i, j)), equipped with relative windings (L1IL2IL3, L4; L1IL2), comprising at least one pair of poles (2,3) to which it is associated a difference in electric potential; means (4; 104,204) actuating the state switching of at least one said motor (M (i, j)) step-by-step, which are operatively interposed between the poles (2,3) of said one or each pair of poles ( 2.3); characterized in that it comprises a network (5; 105; 205) which includes row connections (6; 106; 206) and column connections (7; 107; 207), which connect respectively to the distinct poles (2,3) of said pair of poles (2,3) and to a plurality of nodes (8; 108; 208), to which individual motors (M (i J "stepper; output signals ((10; DO (i, j)) of univocal addressing of each said motor (M (i, j)) step-by-step; said means (4; 104; 204) actuators of the motor status switching (M (i.j)) step-by-step closing each motor (M (i, j)) in a step-by-step manner of said plurality on said at least one pair of poles (2,3) following receipt, by the control means (9), of said addressing signal ((10; DO (i, j)).

2. System, according to claim 1, characterized in that said row connections (6; 106; 206) and said column connections (7; 107; 207) are made in wired form.

3. System, according to claim 1, characterized in that said row connections (6; 106; 206) and said column connections (7; 107; 207) are made in wireless form.

4. System according to one of the preceding claims, characterized in that said stepper motors (M (i, j)) equip drives with solar radiation collectors, the addressing signal ((DO (i, j)) emitted by control means (9) being determined in relation to input signals from a solar tracking system.

5. System according to claim 1, characterized in that said stepper motors ((M (i, j)) are of the unipolar type.

6. System, according to claims 1 and 5, characterized in that said actuator means (4; 104; 204) comprise column contactors (11; 111; 211) for electrically connecting / disconnecting each said column connection (7; 107) ; 207) with a respective pole (2) of said pair of poles (2,3).

7. System, according to claim 1 and 5, characterized in that said actuator means (4; 104; 204) comprise row contactors (12; 112; 212) for electrically connecting / disconnecting each row connection (6; 106; 206) with a respective pole (2) of said pair of poles (2,3).

System, claim 1 and 5, characterized in that said means (4; 104; 204) stepping motor status actuators ((M (i, j)) include contactors (K1, K2, K3, K4 ) to connect single said windings (L1, L2, L3IL4) of a stepper motor ((M (i, j)) with one pole (3) of said pair of poles (2,3).

System, according to claims 1 and 5, characterized in that the stepper motors (M (i, j)) connected to nodes (8; 108; 208) of the same row connection (6; 106; 206) have their respective windings (L1, L2, L3, L4) homologous connected in parallel to each other.

10. System, according to claim 9, characterized in that it comprises shielding means (13) associated with the individual windings (L1, L2, L3, L4) of each stepping motor (M (i, j)) to prevent interference reciprocal between the various motors ((M (i, j)) of the network (5; 105; 205).

11. System according to claim 10, characterized in that said shielding means (13) are implemented by diodes connected to each winding (L1, L2, L3, L4) of a said motor (M (i, j).

12. System according to claim 9, characterized in that the stepper motors (M (i, j)) connected to nodes (108) of the same row connection (106), each, at least one transistor array ( 14), a first series of pins (N'.E'.S'.W <1>) of said transistor array (14) being connected to the windings (L1, L2, L3, L4) of the respective motor (M i, j), a second series of pins (N, E, S, W) of said transistor array (14) connecting in parallel the respective windings (L1, L2, L3, L4) homologous of the motors (M (i, j -1); M (i, j + 1)) step-by-step of the same row link ((106; (i)).

13. System, according to claim 12, characterized in that it comprises a four-pole cable (15) which connects all the transistor arrays (14) of the same row connection (106; j) to one of the poles (3) of said pair of poles (2,3).

System, according to claim 1, characterized in that said stepper motors (M (i, j)) are of the bipolar type, the means (204) actuating the state switching of a said motor (M (i, j)) step-by-step comprising a dedicated driving unit (204b) which generates alternating power pulses of the windings (L1, L2), in coordinated relationship with the signals that the control means (9) send to said means (204 ) actuators.

System according to claim 14, characterized in that said driving unit (204b) is unique and is suitable for supplying the row connections (206) and the column connections (207) of said network (205).

System, according to claim 5, characterized in that it comprises diagnostic means (20; 120) for detecting the correct execution of the number of steps commanded to the actuator means (4; 104) by the control means (9).

System, according to claim 16, characterized in that said diagnostic means (20; 120) comprise means for analyzing the current signal flowing along the windings (L1IL2, L3, L4) of each motor when said poles (2,3 ) are closed loop on the motor and to record its wave form, to compare it with a previously memorized comparison form and to signal a fault status in correspondence with an ascertained discrepancy between the detected signal and the memorized signal.

18. System, according to claim 17, characterized by the fact that said diagnostic means (20, 120) are unique and able to analyze in sequence all the stepper motors (M (i, j)) of the network (5; 105) .

19. System, according to claim 18, characterized in that said diagnostic means (20; 120) are located in proximity of the pole (3) of said pair of poles (2,3) having lower potential.