Программно-управляемый модуль

.г я АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ использьных сисия. Прогодержитх делите.ента И 1 У 28 .Н.Яновс 8) шаговым двиисание ШЛЗ. леме ия. С цел ых возмож тво СССР/18, 1978 тво СССР 9/18, 19 ЕМЫИ МОД онал ния автономно лич перемещ ачала т омента н ены муль корости,типлексо счетчи разгона адания ипер емещ рнггер 1 льтиплек счетчик гистр 4 е м р. Зил, д УДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ Д ВТОРСКСМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) ПРОГРАММНО-УПРАВЛ 57) Изобретение относится кике и вычислительной технике жет быт но-моду управле модуль равляемь два зле счетчик совпаде овано в магистральтемах программногораммно-управляемыйгенератор 1, два упчя 2 и 3 частоты,12, реверсивныйнт ИЛИ 14, блок 8ью расширения Функностей путем обеспеотработки заданнойния и определениярможения, в него ввер 10, счетчик 15к 7ения,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в магистральномодульных системах программного управления электроприводом, например,в графопостороителях, координатныхстолах, станках с программным управлением или промышленных роботах,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемобеспечения автономной отработкимодулем заданной величины перемещенияс автоматическим определением момента начала торможения.Кроме того, обеспечивается возможность выдачи признака окончанияотработки перемещения, возможностьработы с координатными столами идругими объектами управления, имеющи.На Фиг.1 изображена структурнофункциональная схема модуля, нафиг.2 - структурная схема мультиплексора, на фиг.3 - пример реализацииблока Формирователя импульсов.Модуль (Фиг.1) содержит генера -тор 1 импульсов, первый 2 и второй 3управляемые делители частоты, регистр 4 задания, реверсивный счетчик 5 импульсов, счетчик 6 разгона,счетчик 7 перемещения, блок 8 совпадения, формирователь 9 импульсов,.мультиплексор 10, первый 11 и второй 12 элементы И, К 8-триггер 13,элемент 14 ИЛИ и счетчик 15 скорости.Мультиплексор 10 (фиг.2) содержит группу 16 элементов И,В качестве управляемых делителей2 и 3 частоты может быть примененамикросхема, например 155 ИЕ 8,"бК 0,348,006.ТУ 11, у которой коэффициент деления зависит от кода на управляющих входах Последовательностьимпульсов на выходе делителя частоты с переменным коэффициентом деления при коэффициентах деления, отличных от 2 , где 1 с - натуральное число,имеет непостоянный период следования. Для выравнивания периода следования импульсов с. делителя частотыс переменным коэффициентом деленияприменяют усреднители, представляющие собой суммирующие счетчики,В модуле может быть также применена микросхема, например ПРОГРАММИРУЕМЙ ТАЙМЕР КР 580 ВИ 53, причем на одной такой микросхеме можно одно 5 1 О 15 20 5 30 35 40 45 50 55 временно реализовать счетчик 15 скорости, счетчик 7 перемещений и формирователь 9 импульсов, При этом дополнительно расширяются Функциональные возможности модуля, т.е. указанная микросхема позволяет хранить первоначально занесенные коды, Следовательно, отпадает необходимость заданиявеличины максимальной скорости и величины перемещения в начале каждого цикла перемещения, например, значениевеличины максимальной скорости перемещения может быть задано один раз в начале работы, что повышает быстродействие модуля,Генератор 1 импульсов вырабатывает постоянную частоту, причем егопервый выход является выходом опорной частоты, которая преобразуетсяпервым управляемым делителем 2 частоты в выходную частоту, а его второйвыход является выходом частотыразгона/торможения, которая преобразуется вторым управляемым делителем 3частоты в частоту счета реверсивногосчетчика 5 импульсов, которая характеризует величину ускорения разгона/торможения, Регистр 4 задания принимаетс магистрали данных и хранит код величины ускорения разгона/торможения,определяющий коэффициент деления второго управляемого делителя 3 частоты, а также значения управляющих сигмультиплексора 10 и признак "Работа"определяющий состояние шины пРазрешение разгона". Реверсивный счетчик 5импульсов суммирует импульсы частотыразгона/торможения при разгоне и вычитает при торможении, его разрядныевыходы определяют коэффициент деления первого управляемого делителя 2частоты,Счетчик 6 разгона ведет подсчетимпульсов разгона, а счетчик 7 перещения вычитает каждый импульс выходной частоты из величины заданногоперемещения, причем его нулевойвыход свидетельствует об окончанииотработки заданного перемещения и является выходом запроса модуля. Блок 8совпадения определяет момент началаторможения путем сравнения текущегокода счетчика 7 перемещения с числомимпульсов разгона счетчика 6 разгона, а формирователь 9 формирует выходные импульсы с заданными параметрами, например длительностью.1327066 и Р,рости. 1 РоРы 2 к При этом траектории разгона и торможения максимально приближены к естественным траекториям разгона/торможения электроприводон, обеспечивая тем самым оптимальность управления,Импульсы выходной частоты Р цформируются формирователем 9 импульсов,Мультиплексор 10 в зависимости от значений управляющих входов выдает импульсы выходной частоты на один или на одну из пар выходов ("+Х", н+ун) (А+ХО 11 ун) (и Хн ч("-Х","+У"). Первый 11 и второй 12 элементы И разрешают счет реверсивного счетчика 5 импульсов соответст О венно при разгоне или торможении, Ю в тригг 13 управления разрешением торможения, а элемент 14 ИЛИ сбрасывает признак "Работа" регистра 4 задания, запрещая этим разгон. Вычи тающий счетчик 15 скорости вычитает каждый импульс частоты разгона/торможения из кода, соответствующего максимальной величине скорости, и его нулевой выход свидетельствует о до стижении максимальной величины скоГруппа 16 элементов И разрешает выдачу импульсов выходной частоты на 25 выходы мультиплексора 10, разрешенные его управляющими входами.Модуль работает следующим образом,Перед началом работы модуль (фиг.1) устанавливается и исходное состояние 3 О (например, командами Е и С при выголнении модуля в стандарте КЛМАК) .В начале цикла из магистрали данных заполняется регистр 4 задания, куда заносятся код величины ускорения разгона/торможения, значения управляю щих входов мультиплексора 10 в зависи мости от требуемого направления перемещения и признак "Работа", являющий ся пуском модуля, а также заносится 40 код величины требуемого перемещения в счетчик 7 перемещения и код величины максимальной скорости перемещения й вычитающий счетчик 15 скорости. В первоначальный момент до установ ления н "1" признака "Работа" в регистре 4 задания ренерсивный счетчик 5 импульсов находится в соСтоянии, когда все его разрядные входы установлены н 0", При этом коэффициент деления первого управляемого делителя 2 частоты равен бесконечности и импульсы на его выходе отсутствуют. На тактовые входы первого 2 и второго 3 управляемых делителей частоты подается соответственно опорная частота Г и частота разгона/ торможения Р . Частота импульсов на(выходах управляемых делителей частофгы определяется коэффициентом деления - кодом, поступающим на их управляющие входы. Частота импульсов Р,на выходе второго управляемого делителя 3 частоты где и - код, соответствующий заданному ускорению разгона/торможения, поступающий изрегистра 4 задания на управляющие входы делителя 3частоты,Импульсы с постоянной частотой Гсоответствующей заданному ускорению, поступают на первые входы первого 11 и второго 12 элементов И, Приустановлении признака "Работа" регистра 4 задания в "1" единичным значением на шине Разрешение разгонаоткрывается первый элемент 11 И ичастота, соответствующая коду величины ускорения разгона/торможения,т.е. коэффициенту деления второго управляемого делителя 3 частоты, подается на суммирующий вход реверсивногосчетчика 5 импульсов, Импульсы на суммирующий вход реверсивного счетчика 5поступают до тех пор, пока из элеента 14 ИЛИ не поступит сигнал сброса разрешения разгона, те. сбросапризнака "Работа" в регистре 4 задания. Одновременно с заполнением реверсивного счетчика 5 происходит вычитание с этой же частотой нычитающегосчетчика 15 скорости, а также происходит заполнение счетчика 6 разгонаи счетчика 7 перемещения выходнойчастотойпервого управляемого де 6лителя 2 частоты, на управляющиевходые которого поступают текущий кодчисла В реверсивного счетчика 5 импульсов. Следовательно, частота Гцизменяется пропорционально числу М:с выхода которого с заданной длительностью, например 0,5 мкс, поступаютна вход мультиплексора 10, Сформированные импульсы выходной частоты коммутируются в мультиплексоре 10 в 30 соответствии со значениями управляющих входов, определяемых регистром 4задания,При этом перемещение задается по10одному из восьми возможных направлений. При достижении максимальной скорости Чили сравнении кодов счетчика 6 разгона и счетчика 7 перемещения, что свидетельствует об от 15работке на разгоне половины заданнойвеличины перемещения, а втораяполовина должна быть отработана сторможением, сбрасывается в "0" признак "Работа" регистра 4 задания, первый элемент 11 И закрывается и за 20полнение реверсивного счетчика 5 импульсов прекращается. Далее, еслизапрет разгона бып вызван достижением максимальной скорости, о чемсвидетельствует импульс на нулевомвыходе счетчика 15 скорости, содержащего в данный момент код "0 .,перемещение осуществляется с постоянной скоростью Ч ,до появпения импульса на выходе блока И совпадения. Максимальной скорости перемещения соответствует максимальноезначение кода И в реверсивномсчетчике 5 импульсов, причем во время разгона до максимальной скоростикод на выходе счетчика 5 изменяетсяот 0 до 11 , по линейному закону,Если же запрет разгона вызван отработкой половины заданного перемеще 40ния на разгоне, то импульс сравнения с выхода блока И совпадения, вызвавший запрет разгона, также сбрасывает счетчик 6 разгона и устанавлива.ет КБ-триггер 13 в единичное состоя 45ние, который через второй элемент12 И разрешает вычитание реверсивного счетчика 5 импульсов и перемещение происходит торможением. При этомимпульсы с частотой Е через второй элемент 12 И поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 5импульсов, код которого д 1 линейноуменьшается, уменьшая пропорционально частоту Г . Торможение преВыккращается при окончании отработки модулем задэнного перемещения, о чемсвидетельствует импульс на нулевом выходе счетчика 7 перемещения, содержащего в данный момент код "0". Этот же импульс сбрасывает КИ в ,триггер 13 в "0", запрещая торможение, блокирует выдачу импульсов выходной частоты Г , с первого управляемого делителя 2 частоты, а. также в качестве сигнала запроса, подтверждающего готовность модуля к отработке следующего цикла, поступает в магистраль данных и на выход запроса модуля. Так заканчивается цикл отработки модулем заданного перемещения.В результате модуль находится в следующем состоянии: регистр ч задания - код задания отработанного цикла и признак "Работа", сброшенный в "0", реверсивный счетчик 5 импульсов 0 , импульсы на выходе первого уп равляемого делителя 2 частоты отсутствуют, счетчик б разгона - "0", счетчик 7 перемещения - "0", т.е. все импульсы задания перемещения отработаны. КИ в тригг 13 - "0", вычитающий счетчик 15 скорости - "0" (если перемещение отработано с достижением заданной Ч , Таким образом, модуль готов к приему нового задания на перемещения. При необходимости отработки нового перемещения цикл повторяется.функциональные возможности про - граммно управляемого модуля обеспечивают повышение эффективности магистрально-модульных систем программного управления электроприводом, например в графопостроителях, координатных столах, станках с программным управлением или промышленных роботах,а также функционирования оборудования с программным управлением и вычислительной техники в целом,формула изобретенияПрограммно-управляемый модуль, содержащий блок совпадения, элемент ИЛИ, генератор импульсов, первый выход которого подключен к первому входу первого управляемого делителя частоты, управляющие входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, первые входы которых соединены с выходом второго управляемого делителя частоты, а первые и вторые входы элементов И подключены соответственно к шинам Разгон и Торможениео т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения автономной отработки заданной величины пере 5 мещения и определения момента начала торможения,в него введены регистр задания, КЯ-триггер, счетчик перемещения, формирователь импульсов, мультиплексор, счетчик скорости и счет чик разгона, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, с 5-входом Ю-триггера, с выходом блока совпадения, второй вход счетчика разгона соединен с вторым вхо дом элемента ИЛИ и выходом счетчика скорости, вход которого соединен с выходом второго управляемого делителя частоты, управляющие входы которого соединены с первыми выходами 20 регистра задания, второй выход которого подключен к шине "Разгон", а первый вход подключен к выходу элемента ИЛИ, вторые входы регистра заданияподключены к магистрали дан ньяи, а третьи выходы регистра задания подключены к информационным входам мультиплексора, выходы которогоподключены соответственно к координатным выходам управления модуля,тактовый вход мультиплексора подключен через формирователь импульсовк выходу первого управляемого делителя частоты, к третьему входу счетчика разгона и к первому входу счетчикаперемещения, остальные входы которого подключены к магистрали данных,выходы - к первым входам блока совпадения, а выход счетчика перемещенияподключен к второму входу первого управляемого делителя частоты, к к-входу триггера, к магистрали данных ивыходу "Конец работы" программно-управляемого модуля, вторые входы блока совпадения подключены к выходамсчетчика разгона, а входы счетчикаскорости - к магистрали данных, выходтриггера подключен к второму входувторого элемента И,1327066 льшанскии оставитель О ехред В.Када орректор Л,Пилипенк Редакто пч з 3388 исное водственно-полиграфическое предприятие г . Ужгород, ул, Проектная П Тираж 863 ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж,комитета СССРоткрытийаушская наб., д, 4