SU1511841A1 - Устройство дл управлени шаговым двигателем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к управлению электрическими машинами и может быть использовано в шаговом электроприводе с ограниченным перемещением подвижного элемента при повышенных требовани х к надежности функционировани  устройства. Цель изобретени  состоит в повышении надежности. Повышение надежности устройства обеспечиваетс  за счет введени  новой совокупности св зей между элементами устройства, в т.ч.подключени  информационного входа третьего триггера 9 к инверсному выходу второго триггера 8, а также благодар  исполнению переключател  4 импульсов синхронизации в виде комбинационного блока на вентил х 12-15 и элементе ИЛИ 16. Случайный сбой третьего триггера 9 не приводит к работе шагового двигател  в нештатном режиме и устран етс  внутрисхемно, не требу  вмешательства оператора. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Description

315

Изобретение относитс  к технике управлени  электрическими машинами и может быть использовано в реверсивном дискретном электроприводе с ограниченным диапазоном перемещени .

Цель изобретени  - повышение надежности .

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства дл  управлени  шаговым двигателем.

Устройство дл  управлени  шаговым двигателем содержит коммутатор 1, первый триггер 2, датчики 3 предельных положешп объекта, переключатель 4 импульсов синхронизации, счетчик 5, распределитель б импульсов,.многоканальный выходной усилитель 7, второй 8 и третий 9, триггеры, первый 10 и второй П мультиплексоры, при- чем входы коммутатора I соединены с. шинами Направление, Режим, тактовой шиной, выходом первого триггера 2 и его установочными входами, которые подключены к соответствующим вы- ходам датчика 3 предельных положений объекта, первый выход коммутатора 1 подключен к установочному входу R второго триггера 8 и третьему информационному входу первого мультилексо- ра 10, второй выход коммутатора 1 соединен с.установочным входом S второго триггера 8 и вторым информа- плонным входом второго мультиплексора }1, пр мой выход второго трпгге- ра 8 подключен к первым (младшим) адресным входам Л первого 10 и второго 11 мультиплексоров, вторые (старшие) адресные входы В которых соединены с пр мым выходом третьего триггера 9 и первым входом управлени  переключател  4 и п7ульсов синхронизации , второй вход управлени  кото- рого подключен к инверсному выходу третьего триггера 9, информационный вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера 8, а тактовый вход третьего триггер 9 св зан с выходом счетчика 5-, вход которого соединен с третьим выходом переключа- тел  4 импульсов синхронизации, пер- вый и второй выходы которого соединены с cooтвeтcтвyIшu-I  I входами распределител  б имнульсов, выхода которого подключены к входам многоканаль- ного выходного усилител  7, нервый и второй входы направлени  переключател  4 импульсов синхронизации соединены с выходами соответственно первого 10 и второго 11 мультиплексоров а первый информационный вход первого 10 и четвертый ипформационпый вход второго 11 мультплексоров объединены и подключены к шине Частота приемистости .

Переключатель 4 импульсов синхронизации содержит с первого по четвертый вентили 12-15 и элемент ИЛИ 15, выход которого  вл етс  третьим выходом переключател  4, первый вход элемента ШШ 16 св зан с выходом BTQ рого вентил  13, первый вход которого объединен с вторым входом первого вегггил  12 и подключен к второму, входу управлени  нереключател  4, втрой вход элемента ИЛИ 16 св зан с выходом третьего вентил  14, второй вход которого объединен с первым входом четвертого вентил  15 и подключен к первому входу управлени  переключател  4, первые входы первого 12 и третьего 14 вентилей и вторы входы второго 13 и четвертого 15 вентилей соединены соответственно с первым и вторым входами нанравлени  нереключател , а выходы первого 12 и четвертого 15 вентилей  вл ютс  соответствегпго первым и вторым выходами переключател  импульсов синхронизации .

Устройство работает следующим образом .

Если управл емый объект не находитс  в одном из крайних положений, т.е, ни один из датчиков 3 предельных положений объекта не включен, а на шину Режим подан высокий потенциал, то. на одном из выходов коммутатора 1, выбор которого определ етс  в данном случае независимо от состо ни  первого триггера 2 уровнем потенциального сигнала на шине Направление, по вл ютс  импульсь синхронизации, подаваемые на тактовую шину.устройства. При подаче, например, высокого потенциала на шину Направление импульсы синхронизации проход т на.первый выход коммутатора 1 и первый из этих импульсов устанавливает второй триггер 8 в нулевое состо ние или подтверждает его, обуславлива  низкий потенциал на первых (младших) адресных входах А первого 10 и второго 11 мультиплексоров, в качестве которых может быть использован сдвоенный селектор-мультиплексор К155КП2 с общими

515

адресными входами. Третий триггер 9 при:-включении устройства принудительно устанавливаетс  (цепи установки на схеме не показаны) в состо ние, соответствующее заданному направлению движени : единичное при движении вправо либо нулевое при движении объекта влево. При заданном движении вправо на,вторых (старших) адресных входах В первого 10 и второго 11 мультиплексоров присутствует высокий потенциал и отрицательные импульсы синхронизации проход т через третий информационный вход первого мультиплексора 10 на его выход, поступа  далее на первый вход направлени  перключател  4 импульсов синхронизации, т.е. на первые входы первого 12 и третьего 14 вентилей. На втором вход третьего вентил  14 присутствует при этом запрещающий потенциал высокого уровн , поступающий с пр мот-о выхода третьего триггера 9 на первый вход управлени  переключател  4 и блокирующий также четвертый вентиль 15. В эт врем  на вторых входах первого 12 и второго 13 вептилей присутствует разрешающий потенциал низкого уровн  поступающий с инверсного выхода третьего триггера 9 на второй вход управлени  переключател  4, и импульсы синхронизации с выхода первого мультиплексора 10 проход т через первый вентиль 12 на первый выход переключател  4 и далее на соответствующий вход распределител  6 импульсов, который через многоканальный выходной усилитель 7 питает обмотки шагового двигател , обеспе- чива  его вращение, например, по часовой стрелке.

При сохранении высокого потенциала на шине Режим и подаче низкого потенциала на шину Направление импульсы синхронизации по вл ютс  на втором выходе коммутатора 1, в то врем  как поступление импульсов синхронизации на первый выход коммутатора 1 прекращаетс . Первый же импульс с второго выхода коммутатора 1 устанавливает второй триггер 8 в единичное состо ние, а состо ние третьего триггера 9 остаетс  без изменений. Высокий потенциал на первых и вторых адресных входах перво го и второго мультиплексоров 10 и II разрешает прохождение импульсов с шины частоты приемистости только через

0

5

0

5

0

8416

четвертый информационный вход второго мультиплексора 1 на его выход, в то врем  как на выходе первого с мультиплексора 10 устанавливаетс  высокий потенциал. Поступающие на второй вход направлени  переключател  4 отрицательные импульсы проход т при этом только через второй вентиль 13 и далее через элемент ИЛИ 16 подаютс  на третий выход переключател  4, т.е. на вход счетчика 5, на выходе может быть и выход переноса которого после подсчета заданного количества импульсов, определ емого необходимым временем останова при реверсе шагового двигател , по вл етс  импульс, соответствующий концу отработки режима реверса. Этот импульс обуславливает установку счетчика 5 в исходное состо ние (цепи начальной установки счетчика 5 на схеме не показаны и, поступа  далее на тактовый вход третьего триггера 9, переписывает сигнал низкого уровн  с информационного входа триггера 9 на его выход, обуславлива  изменение потенциальных сигналов на пр мом и инверсном выходах третьего триггера . Потенциальный сигнал высокого Зфовн  с инверсного выхода третьего триггера 9 блокирует первый 12 и второй 13 вентили, в то врем  как потенциальный сигнал низкого уровн  с ( 2 пр мого выхода т эетьего триггера 9 снимает запрет на прохождение импульсов синхронизации через третий 14 и четвертый 15 вентили и, поступа  на вторые адресные входы мультиплексоров 10 и 11, обеспечивает

при потенциальном сигнале высокого уровн  на первых адресных входах мультиплексоров 10 и 11 прохождение импульсов синхронизации с второго выхода коммутатора 1 только через второй информационный вход второго мультиплексора 11 на его выход и далее с второго входа направлени  пере- |ключател  4 через четвертый вентиль 15, с выхода которого импульсы синхронизации через второй выход переключател  4 поступают на второй вход распределител  6 импульсов и на многоканальный выходной усилитель 7, обеспечива  вращение ротора шагового . двигател  в противоположном направлении .

При повторном реверсе, т.е. подаче высокого потенциа ог(а на шину HvipaB0

5

0

5

ление и сохранении высокого потенциала на шине Режим, реверс отра- батьшаетс  на частоте.приемистости аналогично описанному, за исключе- нием того, что импульсы с шины частоты приемистости проход т только через первый информационный вход первого мультиплексора 10 (низкие потенциалы на первом и втором .адрес ных входах мультиплексоров 10 и П) а после отработки режима реверса по сигналу окончани  реверса в третий триггер 9 переписываетс  сигнал высокого уровн , благодар  чему тре- тий 14 и четвертый 15 вентили блоки- РУ70ТСЯ, а Первый 12 и второй 13 вентили открываютс , обеспечива  прохождение импульсов синхронизации с Первого выхода коммутатора на пер вый вход распределител  б импульсов- и готовность устройства к реверсу при повторном изменении направлени  движени ,

При случайном сбое третьего триг- гера 9, причиной которого может стат помеха в цепи питани  или .установочных цеп х помеха по тактовому входу уже не приводит к сбою, триггера 9), нроисшедп1его, например, при дви- жении ротора шагового двигател  по часовой стрелке (.вправо ) происходит блокировка первого 12 и второго 13 вентилей, в то врем  как запрет на прохождение импульсов через третий 14 и четвертый 15 вентили снимаетс , Состо ние второго триггера 8, подтверждаемое каждым импульсом синхронизации , при этом Не измен етс , в результате чего на выход первого мультиплексора 10 начинают поступать импульсы с шины частоты приемистости ((низкие потенциалы на первом и втором адресных входах мультиплексоров JO и П), которые, однако, не проход т на распределитель 6 импульсов, а подаютс через третий вентиль 14 и элемент ИЛИ 16 на вход счетчика 5, обуславлива  кратковременную сто нку шагового двигател  длительность которой равна длительности сто нки двигател  при реверсе). По окончании отработки . помехи импульс с выхода счетчика 5, поступа  на тактовый вход третьего триггера 9, переписывает информацию с инверсного выхода второго триггера 8, возвраща  третий триггер 9 в ттат- ный режим работы, после чего движение шагового двигател  возобновл етс  в заданном направлении на частоте импульсов синхронизации. Отработ помехи при движении влево осуществл етс  аналогично, также исключа  воможность реверса шагового двигател  на частоте импульсов синхронизации и его работу на частоте импульсов, поступающих по шине частоты приемистости .

Аналогична  внутрисхемна  переустановка третьего триггера 9 может иметь место и при включении устроит ства, когда по каким-то причинам этот триггер устанавливаетс  в нулевое состо ние при движении вправо либо единичное при движении влево. Работа шагового двигател  в данном случае разрешаетс  лишь после автоматической переустановки третьего триггера в требуемое состо ние.

При подаче на шину Режим низкого потенциала устройство обеспечивает циклическое перемещение управл емого объекта в заданных пределах в автоматическом режиме. Потенциальные сигналы датчиков 3 предельных, положений-объекта в данном режиме, поступа  на установленые входы первого триггера 2, управл ют его состо нием и обуславливают наличие импульсов синхронизации на одном из выходов коммутатора 1 независимо от потенциала на шине Направление. При изменении состо ни  первого тригера 2 вследствие срабатывани  одного ИЗ датчиков 3 предельных положени объекта по приходу в соответствующее предельное положение происходит блокировка движени  в данном направлении , отработка реверса на частоте приемистости и включение шагового двигател  в противоположное направлении . Возможные сбои третьего триггера 9 в данном релсиме отрабатываютс  аналогично описанному.

Таким образом, предлагаемое устройство дл  управлени  шаговым дви- гателем по сравнению с известным обладает более высокой надежностью, так как сбой одного из наиболее чувствиттельных к помехам элементов устройства нар ду с меньшей его веро тностью не приводит к запрещенному режиму работы и отрабатываетс  автоматически, обуславлива  лишь кратковременную остановку шагового двигател , после которой двигатель

возобновл ет движение в заданном направлении с заданной скоростью.

Реализаци  переключател  импульсов синхронизации на четырех вентил х и элементе ИЛИ в виде комбинационно-, го блока позвол ет исключить из состава устройства управл емьгй элемент пам ти, надежное Фзткционирование которого св зано, как правило, с дополнительными мерами по обеспечению высокой помехоустойчивости.

Claims (2)

1. Устройство дл  управлени  шаговым двигателем, содержащее подключенные к установочным входам первого триггера датчики предельных положений объекта, коммутатор, входы кото- рого соединены с шинами Направление Режим, тактовой шиной, выходом первого триггера и его установочными входами, последовательно соединенные многоканальный выходной усилитель и реверсивный распределитель импульсов, входы которого соединены с первым и вторым выходами переключател  импульсов синхронизации, третий выход которого подключен к входу счетчика, а первый и второй входы направлени  Переключател  импульсов синхронизации соединены с выходами соответственно первого и второго мультиплексоров, причем первый информационный вход первого мультиплексора и четвертый информационный вход второго мультиплексора объединены и подключены к шине частоты приемистости, третий информационный вход первого мультиплек сора и второй информационный вход второго мультиплексора соединены с

10

15

20 , - д

11841Ш

соответствующими выходами коммутатора и установочными входами второго триггера, пр мой выход которого св зан с первыми адресными входами первого и второго мультиплексоров, вторые адресные входы которых соединены с пр мым выходом третьего триггера , тактовый вход которого св зан с выходом счетчика, отличаю щее- С   тем, что, с целью повышени  надежности, инверсный выход второго триггера соединен с информационным входом третьего триггера, пр мой и инверсный выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам управлени  переключател  импульсов сшгхронизации.

2. Устройство по п,1, о т л и - чающеес  тем, что переключатель импульсов синхронизации содержит первый, второй, третий, четвертый вентили и элемент ИЛИ, выход которого подключен к входу счетчика, первый вход элемента PUIIi св зан с выходом второго вентил , первый вход которого объединен с вторым входом первого вентил  и подключен к инверсному выходу третьего триггера, второй вход элемента ИЛИ св зан с выходом третьего вентил , второй вход которого объединен с первым входом четвертого вентил  и подключен к пр мому выходу третьего триггера, первые входы первого, третьего вентилей и вторые входы второго, четвертого вентилей соединены соответственно с выходами первого и второго мульти- плексоров, а выходы первого ji четвертого вентилей, подключены к входам реверсивного распределени  импульсов.

25

30

35