SU978135A1 - Устройство дл многоканального ввода цифровой информации - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и предназначено дл  использовани  в системах пр мого управлени  от ЦВМ многокоординатными технологическими агрегатами .

Известно устройство дл  многокан .апьного ввода цифровой информации в ЦВМ о состо нии многокоординатного станка. 6 этом устройстве ввода выполн етс  преобразование перемещени  исполнительных органов по координатам в пропорциональное число импульсов, а затем преобразование числа импульсов в параллельный код, который вводитс  непосредственно в ЦВМ Cl.

Недостатком данного устройства  вл етс  низка  надежность работы,обусловленна  необходимостью передачи число-импульсной информации по каналу св зи интерферометр - схема синхронизации . Поэтому при потере каждого импульса информаци  о положении исполнительных органов по координатам искажаетс  и в дальнейшем не восстанавливаетс .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  многоканального ввода цифровой информации, содержащее входы и выходы, генератор, подключенный выходом к первому делите- лю частоты, второй делитель частоты, соединенный через блок питани  с входами фазовращателей по числу каналов , фазокодовые преобразователи по числу каналов, каждый из которых состоит из первого триггера, подключенного одним входом к выходу соответствующего фазовращател , первого эле10 мента И и включенных последовательно второго триггера, второго элемента И и счетчика 2.

В этом преобразователе угол-код необходимо примен ть сложные высоко15 точные измерительные редукторы, сложную схему синхронизации и двойное (по числу каналов отсчета количество фазовращателей и преобразовател  фаза - код на каждую координату конт20 ролируемого объекта. Поэтому при использовании двухотсчетного преобра зовател  при построении устройства ввода в ЦВМ информации о состо нии многокоординатного объекта, такое

25 устройство получаетс  конструктивно сложным, что  вл етс  существенным недостатком, особенно при большом количестве координат объекта.

Цель изобретени  - упрощение кон30 устройства ввода в ЦВМ информации о состо нии многокоординатного объекта. Указанна  цель достигаетс  тем, что в известное устройство дл  много канального вйода цифровой информации содержащее входы и выходы, генератор подключенный, выходом к первому делителю частоты, второй делитель частот Соединенный через блок питани  с входами фазовращателей ino числу каналов , фазокодовые преобразователи п числу каналов, каждый из которых состоит из первого триггера, подключенного одним входом к выходу соответствуннцего фазовращател , первого элемента И и включенных последовательно второго , второго элемента И и счетчика, введены первый , второй и третий элементы задержки , подключенные входами через второй делитель частоты к выходу первого делител  частоты, соединенному с другими входами вторых элементов И фазркодовых преобразователей, каждый из которых содержит дополнительно третий элемент И, подключенный входами к соответствующему входу устрой ства и выходу второго делител  часто ты, четвертый элемент И, входы которого соединены с вторым выходом и од ним входом второго триггера, подключены через первый элемент И к выходам генератора и первого триггера , другой вход которого соединен с .выходом четвертого элемента И, и включенные последовательно п тый эле мент И, соединенный входами с вторым выходом второго триггера и выходом третьего элемента задержки, первый регистр,другой -вход которого подключен к выходу счетчика, и второй регистр , соединенный выходом с выходом устройства, а. другим входом - с выходом третьего элемента И, причем другие входы счетчика и второго триг fepa подключены к выходам соответственно второго и первого элементов за дёржки. - . На фиг. 1 показана функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временна  диаграмма, по сн юща  соотношение во врем  импульсов синхронизации ввода информации в ЦВМ. Устройство содержит первый формирователь 1, первый 2, второй 3,и третий 4 элементы,задержки, генератор 5, первый б и второй 7 делители частоты, блок 8 питани  фазовращателей и по числу каналов ввода (контро лируемУх координат объекта), фазовра щатели 9 и блоки фазокодовых преобразователей 10 (преобразователей фаза - код), каждый из которых включает в себ  последовательно соединенные второй формирователь 11, пер1вый триггер 12, первый элемент И 13, второй триггер 14, второй элемент И 15, счетчик 16, первый буферный) регистр 17, второй (выходной) регистр 18, выход которого св зан с выходом устройства (входом ЦВМ), третий элемент И 19, четвертый элемент И 20, подключенный первым входом к инверсному выходу второго триггера 14 и п тый элемент И 21. Устройство работает следующим образом . Выходные импульсы генератора 5 через первый б и второй 7 делители частоты поступают на вход блока 8 питани  фазовращателей, в блоке 8 питани  фазовращателей формируютс  и усИ ливаютс  синусоидальные напр жени  питани , частота которых f равна частоте , вь ходных импульсов второго делител  7 частоты, прин той в устройстве за опорную. Дл  обеспечени  точности измерени  в одну единицу дискретности перемещени , частота fpp должна превышать максимальную скорость перемещени  исполнительных органов .,, измеренную в единицах, дискретности (в с.). Выходные напр жени  блока 8 питани  фазовращателей поступают на обмотки питани  фазовращателей 9, которые через измерительные редукторы (не показаны) подключены к исполнинительным органам соответствующих координат X, y...Z. Линейное или вращательное перемещение каждого исполнительного органа объекта преобразуетс  в пропорциональный сдвиг фазы выходного синусоидального напр жени  соответствующего фазовращател  относительно сигналов опорной частоты f. Этот сдвиг в пределах 0-360° преобразуетс  соответствующим блоком преобразовател  10 фаза - код в код,формируемый в прин той в устройстве системы счислени  ЦВМ периодически, через интервал времени дТ, считывгГет выходной код блока 10 и вычисл ет код абсолютного положени  S исполнительного органа по формуле t (п -m + k), где m - число единиц дискретности, соответствующее сдвигу фазы, равному 360°,К - число единиц дискретности, соответствующее сдвигу фазы в пределах О - 360°, т.е. О 1К I т-1; п - число переходов сдвига фазы через значени , кратные 360. При ограничении допустимого перемещени  исполнительного органа по координате за интервал лТ величиной дК t (5 1), абсолютное значение ак Г-несет информацию о факте перехода сдвига фазы выходного сигнала фазовращател  9 через значение,кратное 360°, а-знак дК - о направлении

этого перехода. Так, если за интер вал л Т сдвиг фазы проходит значение, кратное 360° в ту или иную сторону, то разность предьщущего и текущего результатов измерени  в пределах 0-360° (лк) больше.числа 21 , т.е.

(2),

а знак разности лК совпадает с направлением перехода, т.е. положительному значению знака аК соответствует увеличение числа-h на :единицу, а отрицательному значению знака лК соответствует уменьшение числа h на едийицу.

; В начале работы устройства испол:нительные органы объекта устанавливаютс  в произвольное (в том числе и нулевое) положение, прин тое за исходное . Это положение по каждой координате вводитс  в ЦВМ. При каждом с 1итцвании выходного кода К преобразовател  10 фаза - код, ЦВМ вычитает его из предьщущего (первый раз из исходного кода), сравнивает абсолютное значение дК с хран щимс  в пам ти ЦВМ числом - и, если соблюдаетс  условие (2), корректирует число п на единицу с учетом знака лк, а эатем формирует код абсолютного положени  исполнительного органа по координате в соответствии с формулой (, 1) Дл  обеспечени  работоспособности устройства интервал считывани  л Т должен удовлетвор ть условию . ,

. А,

тгтак

где t число координат объекта, t - врем  вычислени  по форму ле (1).

Формирование кода сдвига фазы в . пределах 0-360° выполн етс  блоком 10 циклически с частотой fan При этом в каждом цикле преобразовани  сигнал опорной частоты через врем  Ч, определ емое элементом 4 задержки , поступает через первый формирователь 1 и открытый п тый элемент И 21 на вход буферного регистра.17, осуществл   перезапись в него содержимого счетчика 16, в котором хранитс  результат предыдущего цикла преобразовани . Через врем  t2, определ емое элементом 3 задержки и превышающее врем  t,сигнал опорной частоты поступает на установочный (второй ) вход счетчика 17, сбрасыва  его в нулевое состо ние. Через врем  tj, определ емое элементом 2 задержки ttj t2).сигнал опорной частоты поступает на второй вход второго триггера , 14, который переключа сь, открывает второй элемент И 15 дл  прохождени  на счетный вход счетчика 16 им- пульсов заполнени . Импульсы заполнени  поступают с выхода первого делител  6 и имеют частоту в m раз превышующую fo , С приходом выходного сигнала фазовращател  9 на выходе второго формировател  11 формируетс  импульс,V переключающий первый триггер 12,выходной сигнсш которого открывает первый элемент И 13 дл  прохождени  выходных.импульсов генератора 5 на первый вход второго триггера 14. Второй триггер.14, переключа сь, запирает второй элемент И 15 и открывает п тый

0 элемент И 21.в результате в счетчике 16 накапливаетс  число импульсов К, соответствующее сдвигу фазы выходного напр жени  фазовращател  9 относительно сигнала опорной частоты.

5 Выходной сигнал первого элемента И 13 одновременно проходит через открытый четвертый элемент И 20 на второй вход первого триггера 12, устанавлива  его в исходное состо ние

0 только при условии переключени  второго триггера 14. Така  блокировка необходима дл  исключени  искажени  числа К при совпадении фронтов выходных импульсов генератора 5 и второго

формировател  11, синхронизаци  которых обеспечивает устойчивость показаний блока 10. Сигнал с инверсного выхода второго триггера 14 поступает на второй вход п того элемента И 12 дл  блокировки перезаписи содержимого

0 счетчика 16 в буферный регистр 17 в случае кратковременного пропадани  сигнала в цепи фазовращатель 9 - второй- формирователь 11.

Вход в ЦВМ содержимого буферного

5 регистра 17 через выходной регистр 18 (состо щий из набора элементов И) осуществл етс  сигналом считывани , поступающим из ЦВМ на вход третьего элемента И -19. Этот сигнал синхронизируетс  с сигналом опорной частоты, поступающим на другой вход третьего элемента И 19 и с выходным сигналом п того элемента И 21. Така  синхронизаци  необходима дл  исключени  иска5 женин вводимой в ЦВМ информации в случае совпадени  момента считывани  цвм выходного кода блока преобразовател  10 фаза - код с сигналом перезаписи содержимого счетчика 16 в буферный регистр 17 (фиг. 2). Длительность выходного сигнала п того элемента И 21 определ етс  первым формирователем 1, а его задержка t., относительного опорного сигнала - третьим элеменс том 4 задержки.

Таким Образом, введение в состав предлагаемого устройства перечисленных блоков с указанными св з ми обеспечивает получение в ЦВМ информации

f. об абслютном положении исполнительных органов многокоординатного объекта , а .конструкци  устройства отличаетс  по сравнению с известным существенной простотой.

Claims (1)

1. Так, реализаци  предлагаемого устройства ввода в ЦВМ типа М-600.0, М--7000, CM-l или СМ-2 состо ни  четы рехкоординатного станка конструктивно представл ет собой 4 блока типа интерфейсных одноплатных блоков АСВТ подключаемых непосредственно в сопр  жение 2К, При этом используютс  микросхемы серии К155 второй степени интеграции. Врем  вычислени  абсолют ного положени  каждого.исполнительно го органа по координате в ЦВМ типа М-бООО непревьмает 80 мкс. Предлага мое устройство предназначено дл  сис темы пр мого управлени  от ЦВМ М-бООО исполнительными органами намо точного станка. Годовой технико-экономический эффект от внедрени  системы составит 400,2 тыс.руб. Формула изобретени  Устройство дл  многоканального ввода цифровой информации, содержащее входы и выходы,- генератор, подкт юченный выходом к первому делителю частоты, второй делитель часто- ты, соединенный через блок питани  с входами фазовращателей по числу каналов, фазокодовые преобразователи по числу каналов, каждый из которых состоит из первого триггера , подключенного одним входом к выходу соответствулощего фазовращател , первого элемента И и включенных последовательно второго триггера,вто рого элемента И и счётчика, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства, оно содержит первый, второй и третий элементы задержки , подключенные входами через второй делитель частоты к выходу первого делител  частоты, соединеннo iy с другими входами вторых элементов И фазокодовых преобразователей, каждый из которых содержит дополнительно третий элемент И, подключенный входамч к соответствующему входу устройства и выходу второго делител  частоты, четвертый элемент И, входы которого соединены с вторым выходом и одним входом второго триггера , подключенньву через первый элемент И к выходам генератора и первого триггера, другой вхбд которого соединен с выходом .четвертого элемента И, и включенные последовательно п тый элемент И, соединенный вхо- дами .с вторым выходом второго триггера и выходом третьего элемента задержки , первый регистр, другой вход которого подключен к выходу счетчика , и второй регистр, соединенный / выходом с выходом устройства, а другим входом - с выходом третьего элемента И, причем другие входы счетчика и второго триггера подключены к выходам соответственно второго и первого элементов задержки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3777126, кл, G 05 В 19/18, опублик. 1973.. 2,Ахметжанов А.А. Высокоточные системы передачи угла автоматических устройств. М., Энерги , 1975, . с. 210 (прототип}. . .