Устройство для управления шаговым двигателем
Изобретение относится к электрп-ел- .- ке, а именно к управлению электрически-. машинами Цель изобретения - расии-;е ние функциональных возможностей за CUGT формирования производного закона изменения KOUOCT.I дл, ,c-uiq Угiройс ьо ссД« РЖ , 1Я РрОГрЗММИОьг ЫЙ интерфе Г 1, гергь и 2 и РТОПОЙ 10 торы, Р FiOuon ч блоки 03/ генератор имм 1ьсов 5, регистр 6, управляемый ен тсл . частого г, 8 и второй С snFvcn ь И, рервь,ч 1 i и рторой 12 счетчики , р фаз 1 рограпмирован-ю зчктчЈ Д8ижe лг производится внешним усч- ;,JI/CTBOM несс1-;, ичфсоиаци / о TViv-ртра4 и ;,jx дЕ леь ия в С .,/ 3, -1 11ослр ;s 3ki.i 03- работа G гртзлени.ю дви Могового J.BSITS-олч и осхг .И зггоно ю тпойстйо реализ - v, r:v/i, i о. я с постоянной , внже} и о 1 ье екноп скорогть О 1пг меччо: а-прг 1 ил
С.З:О - ."Ов;.ТСКИ Х
СС .1,"1АЛИСТИ 1Г СКИХ." 02 Р 8/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБР .- .;: I--1 1Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4777469/07 (22) 08.01.90 (46) 23.11.91. Бюл. И" 43 (71) Ленинградский научно-исследовательский институт точной, механики (72) А.С,Буракевич и Ю,О.Шкадов (53) 621.313.525 (088.8) (56) Авторское свидетельство ССС Р
М 1244781, кл. Н 02 Р 8/00,,1986.
Авторское свидетельство СССР
N 1365342, кл. Н 02 P 8/00, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЬ М ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электрптe« -;.-;— ке, а именно к управлению электрически -;л машинами. Цель изобретения — расши".=-ние функциональных воэможностей за сче;
Изобретение относится к элекгротехни— ке, а именно к управлени о электрическими машинами, и может быгь использовано в системах управления промышленным оборудованием, где используется привод на базе шагового двигателя.
Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей эа с-:.ет формирования произвольного закона двлжения шаГОвоГО двиГа Геля.
На чер Ге>хе приBeд=на функциОHэi ь! .8» схема предлагаемого устройства для управления шаговым двигателем. .Устройство содержит параллельный программируемый интерфейс 1 (ППИ), первый коммутатор 2, первый 3 и второй 4 оперативные запоминаюгцие устройства (ОЗУ), ..U.„, 1693708 Al формирОвэния 0pО :":380: ьногО 3а кона и31 48— нения корости дэи:,;СH!,я. Устройство 00д рж.1т lie.:;-эллел -:..ый програм1гируе..ый интерфе;:„-. 1 нерсь и 2 и второй 10 комм таторы, пер:-ый 3 и норой -l блоки ОЗУ. генератор импульсов 5, регистр 6, управляемый
Делитзn . астоть1 ., и:.ðâûé 8 и второй 9
:-.. 8ме:;.-ы И, первый 1 и второй 12 счетчики
:,;;. ОМ;,твтeT(:Р фа3 1.;; РОГPQf ÙÄP0Ö8НИ0 33i iH8 движени".. Г1роизэодится внешним vcTройством !1vT8!4 3 несения инфсОмации 0
;. зр-..метра>: и рех:. - эх движения в блоки
> 3, - . 100 18:Загс ;/эки ОЗ рабста 00 у Г1 0 -.. в л 8 н и ю д в и.": 3 -" и е м шаГОвоГО д 811 Г 3 . е л я !ГгоСХОДИ! =ВТОНОМНС, С|рОИСТВО р8аЛИ3} ..1, . >;и ь, д : ижен я с пос10яннОи с! ОГюсть 0, движени;. с:-. .pеменнол скорост1ло, Ко:,,т;;0808МЕННО,,:, г. 1аН,18, И 1 ИЛ
-.енератоо импульсов 5. регистр 6, управляемый делитель частоты (УДЧ) 7, первый 8 и второй 9 элементы И. .=. орой коммутатор 10, (-ер-,ыГ1 1 11 и второй 2 счетчики и коммута-ГО;.-.:, аз 13, Ьходами устроиства являются инф: >мационные входы ППИ 1, состоя1цие иэ шин адреса, данных и управляющих сиГ напев. Первый кана", обмена ППИ 1 подключен к первому информационному входу г:еового коммутаTop; 2, второй канал подкл.-с чен к l н форма циск н ы м входам первого
ОЗУ 3, первая 1 ния третьего канала подключена к упр=:вляюгцим входам первого 3 и второго 4 ОЗУ. а вторая — к упрэвляю1цему входу:18090го ксммутатара 2. Четвертый канал обмена ПГ И 1 год.лючен к информац::.,— онным в>;одам второго 03У 4. Второй
1693 06 движения шагового двигателя. Длительность остановки рассчитывается как г|роизведение периода следования импульсов на выходе УДЧ 7, определяемого величиной кода на его установочном входе, на число этих периодов, определяемое кодом, загруженным во второй счетчик 12. Отработка устройством запрограммированной траектории начинается с того, что первый счетчик
11 сбрасывается в нулевое состояние (цепи сброса на чертеже не указаны). Состояние счетчика 11 через первый коммутатор 2 поступает на адресные входы ОЗУ 3, 4, выбирая нулевую ячейку, Пусть движение начинается с разгона двигателя (режим переменной скорости). Тогда на выходах первого ОЗУ 3 формируются соответствующие сигналы, обеспечивающие выполнение этого режима, а на выходах второго ОЗУ 4 появляется код начальной скорости, который через регистр 6 поступает на установочные входы УДЧ 7. На выходе УДЧ 7 появляются импульсы, период следования которых определяется частотой, поступающей на вход
УДЧ 7 с выхода генератора импульсов 5, и коэффициентом деления, заданнык. кодом на установочных входах УДЧ 7. Эти:.мпульсы, период следования которых определяе. время отработки одного шага шаговь:м двигателем, т.е. его скорость, с вы".Oäà УД i 7 через элементы И 8, 9 поступают на вход коммутатора фаз 13. Первый же импульсвыхода управляемого делителя частоть: 7 через первый элемент И 8 и второй кo.: ì .:— татор 10 попадает на счетный вход n8pr o(з счетчика 11 и переключает его в следуюгц=-à:. состояние, которое подается на адресные входы ОЗУ 3, 4. В результате происходит выборка данных из следующей ячейки. При этом, если режим движения с переменной скоростью не окончен, значения сигналов на выходах первого ОЗУ 3 не изменяется, а на установочные входы УДЧ 7 поступ-"8ò новый код скорсстл, в соответствии с которым изменяется период следования импульсов на входе коммутатора фаз 13 и
cKopocTb шаГОвоГО двиГателя, ПО Окончании разгона происходит переход к движению с постоянной скоростью. На последнем шаге. отрабатываемом в режиме переменной скорости, когда скорость достигает требуемой величины, с первого выхода первого ОЗУ 3 поступает сигнал, переводящий регистр 6 в ражим хранения, обеспечивая фиксацию последнего кода скорости на установочных входах УДЧ 7 до окончания режима. УД -) 7 отрабатывает очередной шаг, состояние первого счетчика 11 увеличивается í" "единицу и из следующей ячейки через четвертый выход первого ОЗУ 3 на управляющий
9
25 1 ! с
50 ь-.г о вхол второго коммутатора 10 поступает лo
Гический сигнал, подключающий вход п8реого счетчика 11 к выходу второго счетчика
12. Одновременно на выходах второго ОЗУ
"-. поя"..Js:8òñÿ код перемещения, поступающий на установочные входы второго счет гика 12, а на пятом выходе первого ОЗУ 3— си: нал, записывающий этот код в триггеры счетчика 12 и разрешающий его работу. Импульсы с выхода управляемого делителя частоты 7 поступают на "четный вход второго сче.;-:и.:а 12 и, когда количество этих импуль-.:-..3 сравняется с величиной загруженного кода, на в;-..ходе второго счетчика 12 появится иГ :пул;=, rlåðåêëþ÷àþùèé первый счегчик 11 в -..":еду.ощее состояние. Отработка перемещения -г.м-:: ;=- a, и происходит переход K след, щ у режиму. B режиме кратковременчо, GOT="Hoýêl „ который ссуществляется -акже, как и оежим движения с постоянной скоростью, одновременно с сигналом xpaнения, поступающим на управляющий вход оеГкстра 6, HB первый вход вторОГО зl!8мента И Я с тре. ье О Bblxop8 пе".> всго ОЗ" .3 поступает сигнал уровня логичеolorc 0, Обеспечивая остановку шагового двигателя н» время отработки режима. i(ог 7а будет завершена отр260тка полно! О п8 . еме щенич, с Р ГороГО выхода и -psaro ОЗУ
3 первый вхо первого элемента И 6 постуг:,аеr сигн"- логического "0", запрещаГощий псступление имп; льсов с выхода УДЧ
7 «а Byo,r, ком; татора фаз 13 и первого с етчика 11. Схе;.-.а зависает в этом состоя;:ии и находи1.-.-; нем до тех пор, пока в ОЗУ ;:стройства не записывается кнформа ц: я ; новок . этап; движения шаГоаого дви:-.-1 е П ОГ- .Ч-Н (тЯ 1 в 1 oeqllc Г Л эч(ЪЬ, стройстве лосская Г ибкость уп ра влени.", скоростным Оеж.,:мом шагового двигателя в сочетании с обеспеченлем высокой -очности позиционирования, а также автономность ycrpoйства позволяют использовать е;-о в системах управления самыми разноооразными шаговыми приводами. При этом до,тиГается положительный технико экОно .-лический эффект за счет унификации, роме то;-:, за виси мост ь форм и рова ни я более сло.-..: ых, по сравнению с прототипом, скоростнь:х режимов —:îçâîëÿåò увеличить время "..âòîêîìíoé р" áîòû устройства и тем самым уменьшить суммарное время общения его с внешним устройством. В результате внешнее устройство может обслужлвать большее числа периферийных устройств, что приводит к удешевлению системы управления в целом.
Форм>:ла изобретения
Устоойство для управления шаговым двигателем, содержа цее Генератор, управ1693 708 ляемый делитель частоты, первый коммутатор, первое оперативное заггоминзющее устрОйстВО, регисгр, I!åðïый и второй счетчики, первый элемент И, коммутатор фаз и параллельный программируемый интерфейс с LUèí3ìè адреса, дс!Hных и управ ляющих сигналов, первый «Знал обмена
КОТОРОГО flo)$Ktl IGRBH I< flePBGM",! !/!НфОРМЗЦИОН НОМУ ВХОДУ ПЕРВОГО КОММУT3! 003, ВЬ! (Од которого соединен с адресными Входамк
n8PBOf Î ОПЕОЗТИВНОГО ЗЗПОМИНЗ!ОЩЕГО УСТ ройства, второй канал обмена параллельного - рограммируемого интерфейса
ПОДКЛЮЧЕЧ К ИНФОР)МЗЦИОННЫМ ВлаДЯМ ПЕРВОГО ОпРрзтивнОГО запоминзющеГО устр!ойсТВ3, первая линия третьего канала обмена
ПЗРЗЛЛВЛЬНОГО ПООГРЗММИ!ОУ8/!ОГО »1I- 8Pфакса подк/!ючена ."< уг!рзвляк>(!!6!!у входу первого оперативного зв!г!ОГ!Инзго(цего y:,, . ройства, а вторая -- к управляющему Входу первого коммутатора, второй информациОнный ВхОд котороГО сг»еду! -!ен с выходом первоГО счетчика, п6рвь!Й выход 08рво! G
Оперативно! О ззпоминающеГО устройс l=e соединен с 1/г!равллющим В>(одом регистра, а BTGpo!/I С IepBI»IМ BXG/JOM Первс)ГО элРМВH та И, второй вход которого nopf Вход упрЗВляеMОГG д"= лvfтеc Г чз!,".òоты (!О): «л!Очен к !енератор /, з т л и:-. 3:,G (д е e:; . . тем что, с целью Оасш,!GBH!:я Ьу!!!<ц!<Она:!.— ных возмo <ыостеР зз (!чет фо .:Ир(!!;-!i-".i!-. П!-,Gfi!ЗВО!!/-„ !!! ЗЗКО!-;3 ИЭ1; Е 8 -!И . { ;КОСО/ i 1 !! Ъ движения, в него введены второе оперативное запоминающее устройство. вторсй к iMмутатор и второй элемент И, при",åM информационные входы второго =-перативного запоминающего устройства соедин =.н ы с выходами четвертого канала обмеH3 параллельного программируемого и:-гтерфейсз, адресные входы второго оперативногo ..".. .оминающего устройства объединены с адресными входами перво О оперативного ззпОмина/ОщеГО ус-,ройствз упрйвляющ(!й 8ГО ВХОД С !/ГрР!ЗВЛЯ!О!Цим ВХОДС!М IBPBQ! 0 оперативного запоминающего устройства, а ВЫХОДЫ СО8ДИН6НЫ С УСТЗНСЭОЧ !ЫМЕ ВХОДЗми Broporo счетчика и информационными ВХОДЗМИ Pef!ËGl Ра, ВЫХОДЫ I(ÎTGPof С! ПОД ключены к установочным входам управляемoro делится!я частогь!, тре;кй выход первого оперативного - зпоминающего устpGIIGTB3 соединен с первым в:(GpGM втoporo элемента И, четвертый выход -- с упргвля!Ощим входом второго коммутатора, пятый выход — с управляющим входом второго сче чика, Выход первого элемента И подключен K Второму Входу ВтоООГО элемента И, Г!ЕРВО!"!Ч ИНфОРМЗЦИОННОМУ ВХОДУ В CGPOro КО/4МУТЗТОРЗ И СЧ(ТНОМ j ВХОДg BTQPQÃG СЧВТ чика, Выход которого соед!!Нен с вторым И."!фоРЬ. ЗЦИОННЫМ ВХОДОМ BTGPOI КОММУТЗ.; iGP3, ВЫ 1693708 Составитель В. Алфимов Техред М.Моргентал Корректор H. Король Редактор Т. Шагова Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 4084 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5