Устройство для управления шаговым двигателем

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕВАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) Авторское свидетельство СССР У 1224944, кл. Н 02 Р 8/00, 1984.Авторское свидетельство СССР )1 928592, кл. Н 02 Р 8/00, 1980.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике, к системам автоматического регулирования, Целью является расширение функциональных возможностей устройства путем оперативного программирования параметров перемещения. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, элемент И 3, блок 5 управления перемещениеми коммутатор 4 фаз. Элементы, определяющие временные и геометрические параметры перемещения, являются программно-доступными. Это дает возможность изменять параметры перемещения даже в ходе движения. Внешнее устройство обращается к предлагаемому устройству только в моментпрограммирования параметров перемещения, а все остальное время может вы-.полнять другие операции, Предлагаемое устройство сохраняет автономность работы и может быть использовано при работе с пультом ручного управления. Программирование временныхпараметров движения обеспечиваетсязаписью в реверсивный счетчик 8 и делитель 7 частоты блока 5, определяющих начальную скорость движения иускорение движения на участках разна и торможения. Программированиегеометрических параметров перемещения обеспечивается записью в оперативное запоминающее устройство 12блока управления определяющих режимдвижения. 1 ил.Изобретение относится к управлению электродвигателями и может быть использовано при разработке шагового электропривода.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем оперативного программирования параметров перемещения.На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, элемент И 3, коммутатор 4 фаз блок 5 управления параметрами перемещения (БУПП).БУПП содержит параллельный программируемый интерфейс (ППИ) 6, делитель 7 частоты, реверсивный счетчик 8, счетчик 9 величины перемещения, демультиплексор 10, коммутатор 11 каналов, оперативное запоминающее устройство 12, регистр 13.При построении ППИ 6 может быть использован параллельный программируемый интерфейс К 580 ИК 55.Делитель 7 частоты, реверсивный счетчик 8, счетчик 9 величины перемещения могут. быть реализованы на микросхемах К 155 ИЕ 7 серии КР 155,Демультиплексор 10 может быть построен по стандартной схеме на базе элементов серии 155.Коммутатор 11 каналов может быть построен либо на схемах КМ 155 ЛР серии 55, либо на БИС К 580 ИК 55.Оперативное запоминающее устройство 12 может быть выполнено на интегральных схемах КР 565 РУ 2 А.Регистр 13 может быть построен на микросхеме К 589 ИР 12, К 580 ВА 86.Устройство относится к системам, обмен между программно-доступными элементами которых обеспечивается посредством трех шин обмена информацией (адресной шины, шины данных, шины управления). Все программно-доступные элементы подобной системы подключены к шинам обмена через внутренний интерфейс, состоящий, как минимум, из дешифратора адреса, регистра данных и дешифратора слова управления, Процесс обмена информацией между двумя устройствами начинается помещением активным устройством на адресные линии адреса устройства, к которому оно намерено обратиться, Данный адрес присутствует на входах всех устройств, однако реагирует на О 20 25 30 35 40 45 50 55 него только то устройство, адрес которого совпадает с кодом, присутствующим на адресной шине. После этогоактивное устройство помещает на шинуданных слово, которое необходимо загрузить в регистр выбранного внешнегоустройства и, наконец, на шике управления, появляется слово управления,по которому содержимое шины данныхзагружается в регистр выбранного устройства.Аналогично осуществляется чтениесодержимого регистра выбранного устройства. Таким образом, при подачеодного и того же кода на входы всехблоков (например, на входы данных)запись этих данных будет произведенав регистр того блока, чей адрес совпадает в данный момент с кодом, присутствующим на адресной шине. Записьпараметров движения ЩД осуществляется подачей на адресные линии адресатого элемента, к. которому следуетобратиться, после чего на шину данных подается код, определяющий параметр движения, и на шину управленияслова управления, по которому содержимое шины данных загружается вовнутренний регистр программно-доступного элемента.В данноМ устройстве программнодоступными элементами являются элементы 7, 8 и 12.Это дает возможность программиро-вать величину начальной скорости движения, ускорение движения, и геометрические параметры перемещения (величину участка разгона, величину участка торможения и величину участка движения на достигнутой скорости).Устройство работает следующим образом.По сигналу "Сброс", вырабатываемому при включении питания, элементы8, 7, 9 и 13, входящие в БУПП 5, устанавливаются в нулевое состояние.При этом нулевое состояние регистра13 обеспечивает запрещающий потенциал на управляющем выходе БУПП 5, атакже запрещение прохождения сигналас выхода делителя 7 частоты черездемультиплексор 10 на входы счетчика 8 величины перемещения.Программирование параметров перемещения осуществляется в следующемпорядке,Вначале в соответствии с логикойработы ППИ 6 внешнее устройство (ВУ)помещает на линии канала связи счетчика 8 с ППИ 6 код, соответствующий начальной скорости перемещения (Г ) исполнительного органа.5После этого ВУ помещает на линии канала управления ППИ б код, по которому содержимое канала связи счетчика 8 с ППИ 6 загружается в реверсивный счетчик 8.10Далее на линии канала связи счетчика 7 с ППИ 6 помещается код, определяющий величину ускорения перемещения, на участках разгона (торможения), после чего на линии канала управления ППИ 6 помещается новый код, по которому содержимое канала связи счетчика 7 с ППИ 6 загружается в делитель 7 частоты.Геометрические параметры перемещения программируются в ОЗУ 12.Для этого на линии канала управления помощается код, который переводит коммутатор 11 каналов в режим передачи на адресные входы ОЗУ 12 25 содержимого канала связи коммутатора 11 с ППИ б.На линии этого канала помещается код, соответствующий адресу нулевой ячейки ОЗУ 12. 30На линии канала связи ОЗУ 12 с ППИ 6 помещается код, обеспечивающий режим разгона ШД, который загружается в нулевую ячейку ОЗУ 12 при появлении на линиях канала управления со- З 5 ответствующего кода.После этого по адресу, двоичное представление которого эквивалентно участку разгона (1 ), в ОЗУ 12 заносится код, обеспечивающий движение 40 на достигнутой скорости.После этого.по адресу, двоичное представление которого эквивалентно сумме участков разгона и движения надостигнутой скорости (1 р + 1 ) в 45 ОЗУ 12 заносится код, обеспечивающий режим торможения.И, наконец, по адресу, двоичное представление которого эквивалентно величине участка полного перемещения 50 (10 = 1 + 1 + 1 ), в ОЗУ 12 заносится код, обеспечивающий прекращение движения.После программирования параметров перемещения на линиях канала 6 управ ления ППИ помещается. управляющее слово, по которому ОЗУ 12 переводится в режим "Чтение", коммутатор 11 каналов подключает к адресным входам ОЗУ 12 выходы счетчика 9 величиныперемещения, содержимое которого обеспечивает чтение слова, записанного внулевую ячейку ОЗУ 12. Состояние четвертого разряда этого слова таково,что информация, присутствующая навыходах ОЗУ 12, заносится в регистр13,В результате этого на управляющемвыходе БУПП 5 появляется разрешающийуровень; через элемент И 3 на входкоммутатора 4 фаз проходят импульсыс выхода делителя 2 частоты,Кроме того, демультиплексор 10подключает к входу вычитания реверсивного счетчика 8 выход делителя 7частоты. Это приводит к уменьшениюсодержимого на информационных выходах реверсивного счетчика 8, Коэффициент деления делителя 2 частотыуменьшается, частота на входе коммутатора 4 Фаз возрастает.Таким образом, обеспечивается режим разгона ЩЦ.Начиная с первого импульса, поступившего на вход коммутатора 4 Фаз,содержимое счетчика 9 величины перемещения начинает возрастать, увеличивая значение адреса, поступающегона ОЗУ 12, При совпадении содержимого счетчика 9 величины перемещениясо значением адреса, по которому вОЗУ 12 было записано слово на окончание разгона, в регистр 13 загружается новый код, который обеспечиваетзапрет прохождения частоты с выходаделителя 7 частоты на входы реверсивного счетчика 8. С этого момента коэффициент деления делителя 2 частотыостается неизменным, а перемещение осуществляется на постоянной скорости, достигаемой к моменту окончания разгона.Поскольку содержимое счетчика 9 величины перемещения продолжает увеличиваться, то возрастает и адрес, поступающий на ОЗУ 12.При совпадении содержимого счетчика 9 величины перемещения с адресом, по которому в ОЗУ 12 было записано слово, определяющее начало торможения, в регистр 13 загружается новый код, который обеспечивает подключение выхода делителя 7 частоты к суммирующему входу реверсивного счетчика 8. Коэффициент деления делителя 2 частоты начинает увеличиваться, что приводит к уменьшению частоты, 13 б 5342поступающей на вход коммутатора фаз 4. Этим обеспечивается режим торможения.Дальнейшее увеличение содержимого счетчика 9 величины перемещения приводит к тому, что в момент совпадения этого содержимого с адресом, по которому в ОЗУ 12 было записано слово, определяющее окончание движения, в регистр 13 будет загружен новый код, который обеспечит запирание элемента И 3, а также запрещение прохождения частоты с выхода делителя 7 частоты на входы реверсивного счетчика 8;Отработка перемещения завершена.Поскольку все элементы, определяющие временные и геометрические параметры перемещения, являются программно-доступными, то возникает возможность изменять значение этих параметров даже в процессе движения, что важно при работе в адаптивном режиме.При этом сохраняется автономность устройства и возможность. его работы с пультом ручного управления, если нет необходимости применять микропроцессор.Кроме того, при работе с микропроцессором, последний обращается к предложенному устройству только в моменты программирования параметров перемещения и может все остальное время заниматься другими операциями.Такое техническое решение позволяет, не изменяя оперативной части, использовать устройство для управления исполнительными механизмами сразличными характеристиками, что расширяет область их применения, например, в промышленных роботах и графопостроителях;1Формула изобретенияУстройство для управления шаговымдвигателем, содержащее генератор импульсов, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, элемент И, коммутатор фаз и блок управления параметрами перемещения, первый импульсный вход которого связан с выходом генератора импульсов и входом делителя частоты с переменным коэффици" ентом деления, выход которого подключен к первому входу элемента И, а вход задания коэффициента деления соединен с информационным выходом блока управления параметрами перемещения, управляющий выход которогосоединен с вторым входом элемента И,выход которого связан с входом коммутатора фаз и с вторым импульсным входом блока управления параметрами перемещения, снабженного входными шинами, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей путем оперативногопрограммирования параметров перемещения, блок управления параметрами перемещения содержит параллельный программируемый интерфейс, коммутаторканалов, оперативное запоминающееустройство, регистр, демультиплексор,реверсивный счетчик с предустановкой,счетчик величины перемещения, программируемый делитель частоты, импульсный вход которого является первым импульснь 1 м входом блока управления параметрами перемещения, выходсоединен с входом демультиплексора,выходы которого подключены к входам 25 прямого и обратного счета реверсивного счетчика, информационный выходкоторого является информационнымвыходом блока управления параметрамиперемещения, второй импульсный входкоторого является входом счетчика величины перемещения, информационныйвыход которого соединен с первым входом коммутатора каналов, выход которого соединен с входом адреса опера- ЗБтивного запоминающего устройства,первый, второй и третий выходы которого соединены с соответствующими информационнйми входами регистра, чегвертый выход подключен к управляюще О му входу регистра, первый и второйвыходы которого соединены с входамиселекции демультиплексора, третий выход является управляющим выходом блока управления параметрами перемеще ния, инфоРмационные входы которогосостоят из шин адреса, данных и сигналов управления; параллельного программируемого интерфейса, первый канал вывода которого подключен к входам задания начального состояния реверсивного счетчика, второй каналподключен к входам задания коэффициента деления программируемого делителя частоты, третий канал подключенк входам данных оперативного запоминающего .устройства, четвертый каналсоединен с вторым входом коммутатораканалов, первая, вторая, третья, чет.вертая и пятая линии пятого канала1 Зб 5342 Составитель В.АлфимовРедактор Г.Волкова Техред М.Ходанич Корректор М.Шароши Заказ бб 55/55 Тираж 583 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 соединены соответственно с входом загрузки реверсивного счетчика, входом загрузки коэффициента деления программируемого делителя частоты5 входами разрешения и выбора режимаработы оперативного запоминающегоустройства и входом управления коммутатора каналов.