Многоканальное устройство для управления шаговыми двигателями

(191 (111 594 С 05 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 24 И" -19А.Курано 88 ельство ССС 19/40, 198 ьство СССР 19/40, 983 свидС 0 виде С 05 УСТРОЙСТВО ДЛЯДВИГАТЕЛЯКосится к автиспользовано(54) Ы 4 ОГОКАНАЛ У 11 РАВЛЕНИЯ ШАГО (57) Изобретени матике и может автоматизирован НОЕ 2 Ж отн ых системах управле(21) 4226940/ (22) 10,04.87 (46) 23.05.89 (72) С.А.ету и В,Ы.Волков (53) 621.50.3 (56) Авторско М 1259219, клАвторское М 99322; кл. ния на базе цифровых вычислительных . машин для гибкого программного управ. ления работы шаговых двигателей (ШД). Цель изобретения - расширение области применения и повышение производительности труда. Устройство содержит интерфейс 1 управления с программируемыми блоками 2 ввода-выво да параллельной информации и первыми, программируемыми таймерами 3 в каждом канале управления, регистр 5 приема, блок 6 памяти, блок 7 программного управления, программируемый таймер 8, блоки 9 управления обмотками ЦД, системную шину 10 данных, адреса и управления. 6 ил. аЙИзобретение относится к автоматике и может быть использовано в автоматизированных системах управления на базе цифровых вычислительных машин 5 для гибкого программного управления работой шаговых двигателей (ШД).Цель изобретения - расширение области применения н повышение производительности устройства, 10На фиг,1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - график, иллюстрирующий закон изменения частоты ШД от числа шагов; на фиг.3 - временные диаграммы работы устройства; на фиг.4 - 15 алгоритм управления устройством; на фиг.5 - принципиальная схема контроллера шагового двигателя (КШД); на фиг.б - принципиальная схема интерфейса управления. 20Устройство содержит интерфейс 1 управления, который содержит в каждом канале программируемый блок 2 ввода- вывода параллельной информации и первый программируемый таймер 3, контроллеры 4 ШД по числу каналов управления, включающие в свой состав регистр 5 приема, блок 6 памяти, блок 7 программного управления и второй программируемый таймер 8, блоки 9 уп равления. обмотками ШД, системную шину 10 данных, адреса и управления. На фиг.5 представлен пример конкретного исполнения КШД 4 на основе 35ИП - набора КР 580.Устройство работает следующим образом.Управляющая ЭВИ через системную 40шину осуществляет загрузку в программируемые блоки 2 ввода-вывода параллельной информации и первые программируемые таймеры 3 инструкции, определяющие параметры движения щаговых 45двигателей,В соответствующие разряды портов,настроенные на вывод блоков 2, загружается управляющее слово, определяющее направления движения и два признака. (" Признак "1", "Признак "2").В первый-третий каналы первогопрограммируемого таймера 3 загружаются числа "1" "2", "3", где "11число шагов разгона, которое определяет рабочую частоту ШД; "2" - число шагов, определяющее начало торможения; "3" - общее число шагов, которое должен отработать ЩЦ (фиг.2). Через соответствующие разрядыпортов, настроенных на ввод информации блоков 2, управляющая ЭВМ анализирует готовность ШД к запуску и выдаче сигнала "Пуск" на соответствующие ЕД.Блок 7 программного управленияконтроллеров 4 ШД через регистр 5принимает команду "Пуск" и начинаетвыполнение программы управления всоответствии с условиями, определяемыми информацией на входах регистра 5.В первый канал второго программируемого таймера 8 (настроенногона режим работы генератора меандра)блок программного управления загружает коэффициенты деления КО, К 1 КБиз массива блока 6 памяти.На выходе второго программируемого таймера 8 формируется импульснаяпоследовательность Г с нарастающейчастотой следования импульсов Г1 Гя, которая через устройства 9управления обмотками приводит в движение выбранные ШД в направлении, заданном соответствующими разрядамиблока 2.Одновременно эта же последовательность импульсов поступает на счетныевходы первого программируемого таймера 3 интерфейса 1 управления,Состояние выходов таймера 3 интерфейса 1 управления контролируетсяблоком 7 программного управления через регистр 5,При обработке двигателями числа"1" шагов разгона (различного для разных двигателей) увеличение частотыгенератора прекращается и ШД работаютс частотой, заданной этим числом К,(фиг.2).После отработки числа ".2" шаговформируется участок торможения ШД:начинается перезагрузка -коэффициентов из массива блока 6 памяти блоком7 программного управления в первыйканал второго программируемого таймера 8 в обратной последовательнос- .ти. При отработке общего числа "3" шагов блок 7 программного управления устанавливает выход третьего канала второго программируемого таймера 8 в состояние, запрещающее работу первого канала этого таймера, ШД останавливается.По окончании работы каждого ШД соответствующие К 1 дД 4 вырабатывают сигнал готовности либо сигнал запроса прерывания, если данный ШД требует оперативного обслуживания, что принимается управляющей ЭВИ, и осуществляется последующий запуск ШД независимо от работы других двигателей.С целью сокращения массива коэффи циентов в блоке 6 памяти в устройстве предусмотрено формирование участков разгона и торможения в режиме квантования по времени. С этой целью выход второго канала второго програм мируемого таймера 8, настроенного на режим ждущего мультивибратора, соединен с соответствующим разрядом регистра 5. Блок 7 программного управления, анализируя состояние этого разряда регистра 5, осуществляет перегрузку коэффициентов во второй программируемый таймер 8 в этом режиме через программируемые временные интервалы, формируемые ждущим мульти- вибратором.В большинстве случаев при управлении ШД число шагов разгона равно числу шагов торможения, При этом для определения закона движения управляю щая ЭВИ загружает в первый программируемый таймер 3 интерфейса 1 управления только два числа "1 и 2, причем число "1" равно числу шагов разгона, а число "2" - разности обще го числа шагов числу "1".Блок 7 программного управления КШД 4 анализирует состояние соответствующих разрядов регистра 5, на которые поступают сигналы "Признак "1" 40 и "Признак "2". Эта операция осуществляется перед анализом сигнала "Пуск" каждой логической комбинации сигналов признаков соответствует определеннь 4 режим работы устройства, который ука зывает метод формирования закона управления частотой ШД; "00" - формирование закона управления ШД по жесткой таблице (режим 1); "01" - квантование по времени (режим 2); "10" - 50 квантование по времени, задаваемому управляющей ЭВМ (режим 3). В результате анализа этих комбинаций сигналов признаков формируются условные переходы в программе управления для реализации установленного режима, т.е. Формирование кривой разгона-торможения осуществляется загрузкой табличных коэффициентов деления КО, К 1 КМ в первый канал второго программируемого таймера 8, настроенного на режим работы генератора, либо прсле каждого импульса, Формируемого этим генератором (режим 1), либо через временные интервалы, зада" ваемые вторым каналом второго программируемого таймера 8 (режим 2), либо через временные интервалы, задаваемые управляющей ЭВМ. использующей третий канал первого программируемого таймера 3 в качестве формирователя временных интервалов (режим 3).Введением дополнительных сигналов признаков и доработки программы управления возможно организовать дополнительные режимы, позволяющие устройству адаптироваться к конкретным ус. - ловиям применения, например пошаговое управление ШД (режим юстировки); старт с различной начальной частоты; остановка, либо начало торможения по сигналу датчика; аварийная остановка,Количество сигналов признаков зависит от числа используемых режимов, два сигнала признаков задают четыре режима, три - восемь и т.д. Формула изобретенияМногоканальное устройство для управления шаговыми двигателями, содержащее системную шину данных, адреса и управления, интерфейс управления, блоки управления обмотками шаговых двигателей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения производительности, интерфейс управления выполнен многоканальным, каждый канал которого включает в себя программируемый блок ввода-вывода параллельной информации и первый программируемый таймер, причем первые программируемые таймеры и программируемые блоки ввода-вывода параллельной информации соответствующими входами подключены к системной шине, и в каждом канале управления введены блок программного управления, блок памяти и второй программируемый таймер, регистр приема, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами первого программируемого таймера и программируемого бло ка ввода-вывода параллельной информацин, а выходы регистра приема1481и блока памяти соединены с информационными входами блока программного управления, выходы которого соединены с управляющими входами второго программируемого таймера, первый выход которого соединен с входами синхронизации первого программируемого таймера и с одним информацион 715 6ным входом регистра приема, второй выход с другим информационным входом регистра приема, третий выход с входом управления первого канала второго программируемого таймера, с информационным входом программируемого бло" ка ввода-вывода параллельной информации и с системной шиной.Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О ЗакаВНИИПИ 87/47 осудар Тираж 789 венного комитет 113035, Москва,Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР35, Раушская наб., д. 4/5