SU1481714A2 - Многоканальное устройство программного управлени шаговыми двигател ми - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматическому управлению и предназначено дл  управлени  группой однокоординатных станков или других объектов, имеющих шаговый привод, например, дл  изготовлени  кодовых жгутов посто нных накопителей БЦВМ. С целью повышени  быстродействи  устройства многоканальное устройство содержит, кроме блока программного задани  дешифратора устройств, счетчика импульсов перемещени  с компаратором, второго компаратора, блока изменени  частоты, включающего в себ  элемент посто нной пам ти и программно управл емые делители частоты, еще и регистр, информационные выходы которого подключены к информационным входам блока изменени  частоты, а его информационные входы - к группе информационных выходов блока программного задани . 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматическому управлению, предназначено дл  использовани  в устройствах числового программного управлени  с исполнительными шаговыми двигател ми и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по авт.св. N- 1320794.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства.

На фиг.1 представлена функциональна  блок-схема многоканального устройства программного управлени  шаговыми двигател ми; на фиг.2 - функциональна  схема блока изменени  частоты .

Многоканальное устройство программ- ного управлени  шаговыми двигател ми содержит блок 1 программного задани 

(ЭВМ), состо щий из тактового генератора 2, системного контроллера 3 ЭВМ, центрального процессора 4, запоминающего устройства 5, устройства 6 ввода-вывода и контроллера 7 прерывани , каналы 8 управлени , состо щие из дешифратора 9, счетчика 10, задатчи- ка 11 кода перемещени , компаратора 12, триггера 13 признака разгона, элемента Ы1И 14, задатчика 15 кода пе- . J ремещений, компаратора 16, блока 17 изменени  частоты, триггера 18 пуска, триггера 19 направлени  движени , элементов К 20 и 21, шины 22-25 (пер- вый-четвертый входы блока 17), шина 26  вл етс  его выходом, шина 27 - п тым входом блока 17, регистр 28, шина 29 - шестой вход блока 17.

00

-н|

14)

314

Блок 17 изменени  частоты состоит из триггера 30 признака торможени , элемента ИЛИ 31, счетчика 32 адреса, элемента И 33, элемента ИЛИ 34, эле- мента 35 задержки, элемента 36 пам ти , регистра 37 числа, делителей 38 и 39 частоты, генератора 40 импульсов , элементов К 41 и 42.

Задатчик 11 задает код, соответствующий значению отрезка, дл  перемещени  свыше которого необходим режим разгона торможени .

В задатчик 15 заноситс  код, вели- чина которого определ ет суммарное число импульсов унитарного кода, необходимых дл  реализации закона торможени  (т.е. определ ет момент начала торможени ). Величина кода за- висит от крутизны характеристики разгона-торможени : чем круче характеристика разгона-торможени , тем меньше код и меньше требуетс  времени на разгон и торможение.

В качестве элемента 36 пам ти может быть использована посто нна  пам ть , в  чейки которой записаны последовательности чисел характеризующие какой-либо закон изменени  часто- ты. При этом код с регистра 28 определ ет адрес зоны пам ти, где записана кака -либо одна последовательность. Сама же последовательность определ етс  адресами счетчика 32 (дл  разго- на) или адресами со счетчика 32 и триггера 30 (дл  торможени ).

Количество различных последовательностей чисел, характеризующих различные законы разгона и торможе- ни , задаетс  регистром 28, а количество  чеек, в которых записана одна последовательность, определ етс  счетчиком 32 адреса. Триггер 30 признака торможени  (старший разр д ад- реса) задает две области пам ти, в одной из которых (триггер 30 установлен в О), записаны последовательности чисел, характеризующие законы разгона, а в другой (когда триггер 30 установлен в 1) - последовательности чисел, характеризующие законы торможени .

Число, считываемое из пам ти, несет информацию (в виде кодов деле- ни  делителей 38 и 39) и о выходной частоте унитарных кодов в данный момент времени (например, младшие разр ды ), и о периоде квантовани  (стар14«

шие разр ды), - т.е. о промежутке времени, через который необходимо изменить выходную частоту. Поэтому последовательное считывание чисел из пам ти позвол ет сформировать нужный закон изменени  частоты вб времени. Дешифратор 9, принима  из блока по адресной шине код адреса, дешифрирует этот код и формирует сигнал только на соответствующем этому коду выходе. Данный сигнал, поступа  на стробирующие входы регистра 28, за- датчика 15, счетчика 10 и компаратора 12 или установочные входы триггеров 18 и 19. осуществл ет либо запись информации, поступающей по шине данных из ЭВМ 1 в регистр 28, задатчик 15 или в счетчик 10 и компаратор 12, либо взводит триггер 18 или триггер 19.

Устройство работает следующим об- разом.

Программы дл  обработки перемещений дл  всех каналов ввод тс  в запоминающее устройство 5 через устройство 6 ввода-вывода.

В начале работы блок программного задани  по шине сброса через элемент ИЛИ 14 устанавливает триггеры 13, 18 19 и 30 и счетчик 32 (ерез элемент ИЛИ 31) в нулевое состо ние. При этом данный сигнал через элемент ИЛИ 34 и элемент 35 задержки производит считывание из пам ти числа, записанного по начальному адресу, определ емому нулевым значением счетчика 32 адреса и кодом регистра 28. В  чейки с начальными адресами независимо от чени  кода регистра 28 записываетс  один и тот же код, соответствующий движению с минимальной частотой (частотой приемистости).

Затем блок 1 программного задани  по шинам данных поочередно выдает в регистр 28 код старших разр дов адреса  чеек элемента 36 пам ти, в счетчик 10 и компаратор 12 код перемещени  дл  очередного отрезка, а в задатчик 15 - код, определ ющий суммарное число импульсов унитарного кода, необходимых дл  реализации закона торможени  с Эти коды сопровождаютс  кодами адреса, которые по адресным шинам поступают на адресные входы дешифратора 9. Последний формирует импульсные сигналы, по которым код сташих разр дов адреса  чеек пам ти за514

носитс  в регистр 28, код, необходимый дл  реализации торможени , - в задатчик 1Ьукод перемещени  дл  очередного отрезка заноситс  в счетчик 10, а в компараторе 12 происходит его сравнение с заданным кодом перемещений , при котором необходимо включить разгон. Если величина отрезка больше кода, заданного задатчиком 11, то на выходе компаратора 12 формируетс  сигнал и устанавливаетс  в единичное состо ние триггер 13 признака разгона.

Далее, если есть необходимость, блок 1 программного задани  через дешифратор 9 устанавливает триггер 19 направлени  в нужное состо ние. Исходное его состо ние определ етс  шиной сброса.

После этого блок 1 программного задани  также через дешифратор 9 осуществл ет пуск путем установки триггера 18 пуска в единичное состо ние, после чего канал начинает работать.

Разрешающий сигнал с триггера 18 пуска по шине 25 поступает на вход четвертого элемента И 41 блока 17 изменени  частоты 17, при этом разрешаетс  прохождение импульсов на вы- ход канала управлени  и в счетчик 10.

Сигнал с инверсного выхода триггера 18 пуска снимает обнуление с делителей 38 и 39. С регистра 37 числа на входы делителей 38 и 39 частоты поступают коды, соответствующие адресу пам ти из последовательности адресов разгона (в начальный момент на делители 38 и 39 частоты поступают коды из  чейки пам ти по начальному адресу, определ емому нулевым значением счетчика 32 адреса и кодом регистра 28). В зависимости от кодов, поступающих с регистра 37 числа, с выходов делителей 38 и 39 частоты бу- дут поступать импульсы через различные промежутки времени, т.е. величина частоты зависит от кода регистра 37.

Второй делитель 39 частоты опреде- л ет частоту, с которой импульсы через п тый элемент И 41 поступают на выход счетчика 10 перемещени  и через элементы F 20 или 21 на вход шагового привода в виде унитарного ко- да. Делитель 38 частоты определ ет промежутки времени, через которые необходимо изменить частоту унитарного кода, т.е. при разгоне сформировать

Q

5 0

5

о

о 5

5

7146

нужный закон увеличени  частоты во времени.

Сигналом с делител  38 частоты через элемент И 33, на другие входы которого поступают разрешающие сигналы с триггера 18 пуска по шине 25 и триггера 13 признака разгона по шине 22, измен етс  состо ние счетчика 32 адреса (увеличиваетс  его содержимое ) и этим же сигналом через элемент ИЛИ 34 и элемент 35 задержки происходит обращение к элементам 36 пам ти и с выходов элемента пам ти по- поступает число в регистр 37 числа. Число с этого регистра измен ет частоту на выходах делителей 38 и 39 частоты в соответствии с заданным законом разгона шаговых двигателей. Когда величина частоты с выхода делител  39 достигает максимально допустимого значени  (fMete), на вход делител  ЗЬ подаетс  такой код числа, который задает период выдачи следующего импульса через элемент И 33 на счетчик 32 адреса больше времени отработ- ,ки самого отрезка, т.е. дальнейшего изменени  частоты унитарного кода не происходит.

Счетчик 10 работает в гежиме вычитани  унитарного кода. При достижении счетчиком 10 кода, равного коду торможени , поступаемого с задатчи- ка 15, срабатывает компаратор 16 и с его выхода сигнал по шине 23 через элемент И 42 устанавливает триггер 30 признака торможени  в единичное состо ние и через элемент ИЛИ 31 происход т обнуление счетчика 32 адреса и опрос элемента 36 пам ти. Так как триггер 30 признака торможени  участвует в формировании адреса чисел элемента 36 пам ти вместе со счетчиком 32 адреса и регистром 28, то с выхода элемента 36 пам ти поступают числа , соответствующие программе торможени , т.е. числа на входе делителей 38 и 39 измен ют частоту унитарного кода на выходе делител  39 по заданному закону торможени . Причем торможение может осуществл тьс  более форсированно , как это позвол ют шаговые двигатели.

Как только счетчик 10 обнулитс , с его выхода сформируетс  сигнал, который через элемент ИЛИ 14 произведет обнуление всех триггеров 13, 18, 19 и 30 и счетчика 32 адреса, а

через элементы 31, 34,и 35 произведет с  обращение к элементу 36 пам ти- за числом по начальному адресу. С инверсного выхода триггера 18 пуска на контроллер 7 прерываний поступает сигнал , информирующий, что канал перемещени  отработал заданное перемещение и необходимо ввести код следующего перемещени . Этим же сигналом обнул ютс  делители 38 и 39, запреща  дальнейшую их работу.

Если вновь поступаемый код меньше кода, задаваемого вторым задатчи- ком кода 11 перемещени , то сигнал с компаратора 12 отсутствует и триггер 13 признака разгона не устанавливаетс . Этим запрещаетс  включение триггера 30 до шине 23 через элемент К 42. Так как при этом в регистре 37 запь- сано число, соответствующее начальному адресу пам ти, то после установки в единичное состо ние триггера 18 пуска , открывающего элемент К 41, с выхода элемента будет поступать унитар- ный код фиксированной частоты, равной частоте приемистости.

Аналогично независимо один от другого работают и другие каналы.

Таким образом, введение в много- канальное устройство программного управлени  шаговыми двигател ми регистра 28 позвол ет задавать дл  каждого отрезка перемещени  нужную крутизну разгона и торможени , соответствую- , щую нагрузке на шаговый привод. При этом в задатчик 15 дл  каждого отрезка перемещени  заноситс  код, определ ющий число импульсов унитарного кода, необходимых дл  торможени .

Увеличение крутизны характеристик разгона и торможени  позвол ет уменьшить врем  на разгон и торможение , тем самым повысить быстродействие устройства.

Фор-мула изобретени 

Claims (2)

1.Многоканальное устройство программного управлени  шаговыми двигател ми по авт. св. N8 1320794, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в устройство введен регистр, информационные выходы которого подключены к информационным входам блока изменени  частоты , информационные входы - к группе информационных выходов блока программного задани , а стробирующий вход - к четвертому выходу дешифратора , информационные входы второго эа- датчика кода перемещени  присоединены к группе информационных выходов блока программного задани , стробирующий вход второго задатчика кода перемещени  соединен с п тым выходом дешифратора.

2.Устройство по п. отличающеес  тем, что в блоке изменени  частоты адресные входы элемента пам ти соединены с информационными входами блока изменени  частоты.

адресное шины

У шины данных;

- , у ычны упрайленм  м сл/хжа.

N

51 3

ъ

CM

5

cv«

$

$

CM

I