SU1334102A1 - Цифрова система управлени электроприводом - Google Patents

Abstract

Цифрова  система управлени  . электроприводом относитс  к системам управлени , управл емым вычислительными устройствами. Цель изобретени  - повьппение надежности системы за счет обеспечени  контрол  работоспособности и резервировани  широтно-импульс- ного преобразовател . Система состоит из последовательно соединенных двигател , импульсного датчика скорости и преобразовател  сигналов, вы- , ход которого соединен с первым выходом микропроцессора. Новым  вл етс  то, что в систему введен широтно-им- пульсный преобразователь, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами микропроцессора, а первый и второй выходы подключены к° второму входу микропроцессора и входу двигател  соответственно. При этом широтно-им- пульсный преобразователь содержит два регистра скорости, два счетчика импульсов , две схемы сравнени , три формировател  импульсов, два генератора импульсов, две схемы силовых ключей, два коммутатора, триггер готовности , регистр контрол  и схему НЕ. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к системам управлени , управл емых вычислительными устройствами, и предназначено дл  управлени  скоростью двигател .

Цель изобретени  - повышение надежности системы.

На фиг.1 приведена блок-схема цифровой системы управлени  электроприводом; на фиг.2 - схема широтно-им- пульсного преобразовател ;на фиг.З - алгоритм работы микропроцессора.

Цифрова  система управлени  электроприводом (фиг.1) состоит из мик- р опроцессора 1, широтно-импульсного преобразовател  2, электродвигател  М, импульсного датчика 3 скорости и преобразовател  4 сигнала, в качестве которого может быть использован счетчик импульсов совместно с преобразователем уровн .

Широтно-импульсный преобразователь 2 содержит регистр 5 скорости, счетчик 6 импульсов, схему 7 сравнени , формирователь 8 импульсов, генератор 9 импульсов, схему 10 силовых ключей, коммутат ор 11, триггер 12 готовности, формирователь 13 импульсов , регистр 14 контрол , формирователь 15 импульсов, генератор 16 импульсов, выполненный .аналогич- но генератору 9 импульсов, схему 17 силовых ключей, коммутатор 18, реистр 19 скорости, выполненный, например , как регистр 5 скорости и регистр 14 контрол , счетчик 20 импульсов , выполненный так же, как счетчик 6 импульсов, схему 21 сравнени , р еализованную аналогично схеме 7 сравнени , и схему НЕ 22.

Широтно-импульсный преобразователь может быть условно разделен на первую функциональную часть, в состав которой вход т блоки 5-10, вторую функциональную часть, содержащую блоки 15-17 и 19-22, и контрольную часть,включающую блоки 11-14 и 18.

Система работает следующим образом .

Через фиксированный промежуток времени микропроцессор 1 вводит текущее значение скорости вращени  двигател , снимаемое с преобразовател  4 сигнала (фиг.З). На основании сравнени  этого значени  с уставкой хран щейс  в пам ти микропроцессора 1, и в соответствии с заданным законом управлени  микропроцессор 1 формирует значение управлени  на широтf

но-импульсный преобразователь 2.Затем формируетс  и выдаетс  на широт- но-импульсный преобразователь одиннадцатиразр дное слово управлени , причем разр ды 1-10 содержат з.наче- ние управлени  на преобразователь 2, разр д 11 определ ет, продолжаетс  ли работа с выбранной ранее функциональной частью преобразовател  2 (в случае, если разр д 11 обнулен) либо необходим переход на другую функциональную часть (если разр д 11 установлен) . Запись нового слова управлени  на широтно-импульсный преобразователь 2 производитс  по сигналу с первого выхода микропроцессора (сигнал записи), с помощью которого информаци , установленна  на

втором выходе микропроцессора (оДин- надцатиразр дное слово управлени ), переписываетс  в преобразователь 2. Микропроцессор вводит по своему второму входу с широтно-импульсного

преобразовател  2 одиннадцатиразр дное контрольное слово. Разр ды 1-10 контрольного слова содержат значение управлени , фактически отработанное преобразователем, а разр д 11

содержит сигнап готвности, который может быть установлен в 1, если преобразователь 2 отработал это значение, или обнулен, если преобразователь 2 неисправен или не успел

отработать значение управлени . Пре- образова тель 2 работает неверно, если по истечении времени, необходимо-, го дл  отработки им нового записанного слова управлени , сигнал готовности не установлен или если при установленном сигнале готовности значение управлени , прин тое микропроцессором , не равно значению управлени , вьщанному микропроцессором на

преобразователь 2. Функциональна  часть, работающа  в данный момент в преобразователе 2, считаетс  неисправной , если три раза подр д определ етс , что она работает неверно . Счет до трех необходим дл  исключени  ошибочного прин ти  решени  при случайных сбо х и после переключени  функциональных частей (в этом

случае один цикл преобразовател  ра- ботает с нулевым значением управлени ) . Дл  перехода на другую функ- циональную часть, в случае, если работающа  функциональна , часть признана неисправной, необходимо установить разр д 11 слова управлени  на преобразователь 2. Если переход на другую функциональную часть уже имел место (что опр едел етс  установлением флага переключени  в микропроцессоре 1), т.е. обе функциональные части неработоспособны, происходит останов двигател  и сн тие ,питани ,

Широтно-импульсный преобразователь -2 работает следующим образом.

В первоначальный момент при подаче напр жени  питани  на преобразователь 2.оно поступает на питание контрольной части. Первый коммутатор 11 распредел ет напр жение питани , а также напр жение питани  двигател , которое подаетс  на схемы силовых ключей, на одну из функциональных частей в зависимости от состо ни  третьего входа первого коммутатора 11. При уровне 1 запитываетс  втора  функциональна  часть, при уровне О, а также при отсутствии напр жени  на третьем входе - перва  функциональна  часть преобразовател  2. Таким образом, в первоначальный момент напр жение питани  поступает на первую функциональную часть преобразовател  2, причем при подаче напр жени  питани на первьш формирователь 8 импульсов он вьфабатывает одиночный импульс, обнул ющий первый регистр 5 скорости Нулевое значение разр да 11 первого регистра 5 скорости поступает на третий вход первого коммутатора 11,

контрол . Этот же импульс поступает на единичный вход триггера 12 готовности , устанавлива  его в единичное

подтвержда  выбор первой функциональной части преобразовател . 2, а также 40 состо ние. Таким образом, наличие

на третий вход второго .коммутатора t8, обеспечива  коммутацию модулированного напр жени  с выхода первой схемы 10 силовых ключей на второй на выходе триггера 12 готовности свидетельствует о том, что преобразователь 2 отработал значение управлени , записанное в первом рехо7преобраз оват ел  2Гпёрва  функцй - 45 скорости и в случае отсут- ональна  часть широтно-импульсного неисправностей это значение

находитс  в регистре 14 контрол .

преобразовател  2 готова к работе. Втора  функциональна  часть преобразовател  2 не запитана, поэтому входы и выходы ее блоков наход тс  в высокоимпедантном состо нии, чем обеспечиваетс  возможность объединени  входов и выходов обеих функциональных частей. В соответствии с алгоритмом работы (фиг.З) микропроцессор записывает слово управлени  по второму входу широтно-импульсного преобразовател  2, причем сигнал записи , поступающий по первому входу

50

55

Выход регистра 14 контрол  и выход триггера 12 готовности составл ют первый выход преобразовател  2,причем выходы регистра 14 контрол  образуют разр ды 1-10, а выход триггера 12 готовности - разр д 11 первого выхода преобразовател  2.

Если функциональна  часть преобразовател  2 ра1ботает неверно, то значение,записываемое в преобразователь из микропроцессора, не будет равно значению, наход щемус  в репреобразоватеот  2, обнул ет триггер 12 готовности. Выходы с 1-го по 1П-Й разр дов первого регистра 5 скорости поступают на второй вход первой схемы 7 сравнени , на третий вход кот о- рой подаетс  циклическа  последовательность кодов, с первого двоичного счетчика 6 импульсов, заполн емого 0 импульсами с выхода первого генератора 9 импульсов. Перва  схема 7 сравнени  измен ет потенциал на своем выходе с 1 на О в том случае, если значение, снимаемое с выхода перво- 5 го счётчика 6 импульсов, больше или равно значению, хран щемус  в первом регистре 5 скорости, и наоборот. Изменение уровн  сигнала на выходе первой схемы 7 сравнени  вызывает 0 соответствующее изменение уровн  сигнала на выходе первой схемы 10 силовых ключей, а следовательно,на выходе первого коммутатора 18, и на втором выходе преобразовател  форми- 5 руютс  широтно-модулированные импульсы , скважность которых определ етс  значением, хран щимс  в первом регистре 5 скорости. При переходе с высокого уровн  на низкий на вы- 0 ходе преобразоватле  2 второй формирователь 13 импульсов формирует импульс записи, вызывающий запись зна-. чени , наход щегос  в данный момент в первом счетчике 5 импульсов и равного значению, хран щемус  в первом

5 с /

регистре 5 скорости, в регистр 14

контрол . Этот же импульс поступает на единичный вход триггера 12 готовности , устанавлива  его в единичное

состо ние. Таким образом, наличие

1 на выходе триггера 12 готовности свидетельствует о том, что преоб50

55

Выход регистра 14 контрол  и выход триггера 12 готовности составл ют первый выход преобразовател  2,причем выходы регистра 14 контрол  образуют разр ды 1-10, а выход триггера 12 готовности - разр д 11 первого выхода преобразовател  2.

Если функциональна  часть преобразовател  2 ра1ботает неверно, то значение,записываемое в преобразователь из микропроцессора, не будет равно значению, наход щемус  в ре51334102

14 контрол . Дл  перехода на

щ ны ги со сх им д

другую функциональную часть микропроцессор однократно выдает на преобразователь 2 слово управлени  с установленным в 1 разр дом 11. При этом уровень 1 с второго выхода первого регистра 5 скорости поступает на третий вход первого коммутатора 11, вызыва  сн тие питающих напр жений с первой функциональной части и подачу их на вторую функциональную часть преобразовател  2, и на третий вход второго коммутатора 18, обеспечива  коммутацию широтно- модулированного напр жени  на второй выход преобразовател  2. При поступлении напр жени  питани  на третий формирователь 15 импульсов последний вырабатывает одиночный импульс, обнул ющий второй регистр 19 скорости. Нулевое значение разр да 11 второго регистра 19 скорости поступает на схему НЕ 22, а единичное значение с выхода последней - на третий вход первого коммутатора 11 и третий вход второго коммутатора 18, подтвержда  тем самым работу второй функциональной части преобразовател  2. Дальнейша  работа преобразовател  2 аналогична описанной; отличие заключаетс  в том, что вместо блоков первой функциональной части, входы и.выкоды которых при отключении питани  наход тс  в высокоимпедантном состо нии, работают соответствующие им блоки второй функциональной части преобразовател  2.

Claims (2)

1. Цифрова  система управлени  электроприводом, содержаща  последовательно соединенные двигатель, импульсный датчик скорости и преобразователь сигнала, выход которого соединен с управл ющим входом микропроцессора , отличающа , с  тем, что, с целью повышени  надежности системы, в нее введен широтно-импуль- сный преобразователь, управл ющий вход и информационный вход которого соединены с соответствующими функциональными выходами микропроцессора а силовой выход и информационный выход широтно-импульсного преобразовател  подключены к входу двигател  и входу контрол  микропроцессора соответственно .

2. Система по п. 1 , о т л и ч а ю- щ а   с   тем, что широтно-импульс- ный преобразователь содержит два ре- гистра скорости, два счетчика импульсов , два генератора импульсов, две схемы сравнени , три формировател  импульсов, две схемы силовых ключей, два коммутатора, триггеры готовности,

регистр контрол  и элемент НЕ, причем управл ющий вход широтно-импульсного преобразовател  соединен с четвертыми входами первого и второго регистров скорости и нулевым входом

5 триггера готовности, информационный вход широтно-импульсного преобразовател  подключен к третьим входам первого и второго регистров скорости, вторые входы последних подсоединены

0 к выходам первого и второго формирователей импульсов соответственно, а. первые выходы - к вторым входам первой и второй схем сравнени  соответственно , второй выход первого

5 регистра скорости соединен с третьими входами первого и второго коммутаторов и с выходом элемента НЕ, второй вход которой подключен к второ- му выходу второго регистра скорости,

0 выходы первого и второго генераторов импульсов подсоединены к вторым входам первого и второго счетчиков импульсов соответственно, а выходы последних-соединены вместе и подключены к третьим входам первой и второй схем сравнени  и регистра контрол , выходы первой и второй схем сравнени  подключены к вторым- входам первой и второй схем силовых ключей соответственно, выходы последних подсоединены соответственно к первому и четвертому входам второго ком- мутато13а, второй, вход которого соединен с вторым входом первого ком- мутатора,первыми входами триггера готовности и регистра контрол  и шиной питани  широтно-импульсного преобразовател , шина питани  двигател  подключена к первому входу первого коммутатора , первый выход которого подсоединен к первым входам первого регистра скорости, первого счетчика импульсов и первой схемы сравнени , к входам первого формировател  импульсов и первого генератора импуль5

0

0

5

сов, второй выход коммутатора соединен с первым входом первой схемы силовых ключей, третий выход - с первыми входами второго регистра скорости , второго счетчика импульсов,второй схемы сравнени , элементы НЕ и с входами второго формировател  импульсов и второго генератора импульсов , а четвертый выход первого коммутатора подключен к первому входу второй схемы силовых ключей, выход второго коммутатора  вл етс  сило ,вым выходом широтно-импульсного преоб- 1Q зовател .

Я-1

8

разовател  и подсоединен к входу третьего формировател  импульсов, выход которого соединен с вторым входом регистра контрол  и единичным входом триггера готовности, выход последнего вместе с выходом регистра контрол   вл етс  первым информационным выходом широтно-импульсного преобрафиг . 1

Фиа. 2

(//gyg/g j Г

Очистить нетчик ошибок

Вчистить срлае nepsк lHl eнu 

Очистить слово упрадлени  ШИП

ввести текущую скорое/по вращени  ддиготелв и ефор- HUpoSamu значение управлени  на ШИП S соатВетствт е Зокоион управлений

Занести значение управйениа В разр ды i-10 в см Be цпраВ- лвни  шип

Редактор А.Огар

Составитель П.Кудр вцев

Техред И.Попович Корректор М.Демчик

Заказ 3959/43 Тираж 863Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4