Программно-управляемый модуль

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в магистрально-модульных системах программного управления. Пpoгpa мнo-yпpaвляeмый модуль содержит генератор 1, два управляемых 2 и 3 частоты, два элемента И 11, 12, реверсивный счетчик 5, элемент ИЛИ 14, блок 8 совпадения. С целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения автономной отработки заданной величины перемещения и определения момента начала торможения, в него введены мультиплексор 10, счетчик 15 ч скорости, счетчик 7 перемещения, счетчик 6 разгона, триггер 13, регистр 4 задания и мультиплексор. Зил. g lOEnsa Siixa Фи,г. 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) :Ъ сд

ТР

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4024640/24-24 (22) 18.02.86 (46) 30.07.87 Бюл. Ф 28 (7?) В,Н.Цымбал и В.Н.Яновский (53) 621,503.55(088,8) (56) Модуль управления шаговым двигателем. Техническое описание ШЛЗ.

057. 118. ТО.

Авторское свидетельство СССР

Р 506001, кл. G 05 В 19/18, 1978.

Авторское свидетельство СССР И" 1177795, кл, С 05 В 19/18, 1984. (54) ПРОГРАММНО-УПРАВЛЯЕМЫЙ МОДУЛЬ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мо(51) 4 G 05 В 19/407 19/18 жет быть использовано в магистрально-модульных системах программного управления. Программно-управляемый модуль содержит генератор 1, два управляемых делителя 2 и 3 частоты, два элемента И 11, 12, реверсивный счетчик 5, элемент ИЛИ 14, блок 8 совпадения. С целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения автономной отработки заданной величины перемещения и определения момента начала торможения, в него введены мультиплексор 10, счетчик 15 > скорости, счетчик 7 перемещения, счетчик 6 разгона, триггер 13, регистр 4 задания и мультиплексор. 3 ил.

1327066

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в магистральномодульных системах программного управления электроприводом, например, в графопостороителях, координатных столах, станках с программным управлением или промышленных роботах, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения автономной отработки модулем заданной величины перемещения с автоматическим определением момента начала торможения.

Кроме того, обеспечивается возможность выдачи признака окончания отработки перемещения, возможность работы с координатными столами и другими объектами управления, имеющиНа фиг.1 изображена структурнофункциональная схема модуля, на фиг.2 — структурная схема мультиплексора, на фиг.3 — пример реализации блока формирователя импульсов.

Модуль (фиг. l) содержит генера— тор 1 импульсов, первый 2 и второй 3 управляемъ|е делители частоты, регистр 4 задания, реверсивный счетчик 5 импульсов, счетчик 6 разгона, счетчик 7 перемещения, блок 8 совпадения, формирователь 9 импульсов, -мультиплексор 10, первый !1 и второй 12 элементы И, Rs-триггер 13, элемент 14 ИЛИ и счетчик 15 скорости, Мультиплексор 10 (фиг.2) содержит группу 16 элементов И.

В качестве управляемых делителей

2 и 3 частоты может быть применена микросхема, например 155ИЕ8," бК0,348.006.ТУ11, у которой коэффициент деления зависит от кода на управляющих входах Последовательность импульсов на выходе делителя частоты с переменным коэффициентом деления при коэффициентах деления, отличных от 2, где k — натуральное число, имеет непостоянный период следования. Для выравнивания периода следования импульсов с. делителя частоты с переменным коэффициентом деления применяют усреднители, представляющие собой суммирующие счетчики, В модуле может быть также приме— нена микросхема, например ПРОГРАММИРУЕМА!Й ТАЙМЕР KP 580 ВИ53, причем на одной такой микросхеме можно одно5

1О

Z0

?5

t временно реализовать счетчик 15 скорости, счетчи1; 7 перемещений и формирователь 9 импульсов, При этом дополнительно расширяются функциональные возможности модуля, т.е. указанная микросхема позволяет хранить первоначально занесенные коды. Следова— тельно, отпадает необходимость задания величины максимальной скорости и величины перемещения в начале каждого цикла перемещения, например, значение величины максимальной скорости перемещения может быть задано один раз в начале работы, что повышает быстродействие модуля, Генератор 1 импульсов вырабатывает постоянную частоту, причем его первый выход является выходом опорной частоты, которая преобразуется первым управляемым делителем 2 частоты в выходную частоту, а его второй выход является выходом частоты разгона/торможения, которая преобразуется вторым управляемым делителем 3 частоты в частоту счета реверсивного счетчика 5 импульсов, которая характеризует величину ускорения разгона/торможения, Регистр 4 задания принимает с магистрали данных и хранит код величины ускорения разгона/торможения, определяющий коэффициент деления второго управляемого делителя 3 частоты, а также значения управляющих сиг мультиплексора 10 и признак "Работа" определяющий состояние шины Разрешение разгона". Реверсивный счетчик 5 импульсов суммирует импульсы частоты разгона/торможения при разгоне и вычитает при торможении, его разрядные выходы определяют коэффициент деления первого управляемого делителя 2 частоты.

Счетчик 6 разгона ведет подсчет импульсов разгона, а счетчик 7перещения вычитает каждый импульс выходной частоты из величины заданного перемещения, причем его нулевой выход свидетельствует об окончании отработки заданного перемещения и является выходом запроса модуля. Блок 8 совпадения определяет момент начала торможения путем сравнения текущего кода счетчика 7 перемещения с числом импульсов разгона счетчика 6 разгона, а формирователь 9 формирует выходные импульсы с заданными параметрами, например длительностью.

1327066

Мультиплексор 10 в зависимости от значений управляющих входов выдает импульсы выходной .частоты на один или на одну из пар выходов ("+X", 1l+yfl) (Фт+Кы ы-У11) (tT Â! Ч-Уы) ("-Х","+У") . Первый 11 и второй 12 элементы И разрешают счет реверсивного счетчика 5 импульсов соответст- 10 венно при разгоне или торможении, В — триггер 13 управления разрешением торможения, а элемент i4 ИЛИ сбрасывает признак "Работа" регистра 4 задания, запрещая этим разгон. Вычи- 15 тающий счетчик 15 скорости вычитает каждый импульс частоты разгона/торможения из кода, соответствующего максимальной величине скорости, и его нулевой выход свидетельствует о до- 20

- стижении максимальной величины скорости. 1 Ро

Р

Вых 2к

При этом траектории разгона и торможения максимально приближены к естественным траекториям разгона/торможения электроприводон, обеспечивая тем самым оптимальность управления.

Импульсы выходной частоты ",„формируются формирователем 9 импульсон, Группа 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 30 (например, командами 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 и вычитающий счетчик 15 скорости.

В первоначальный момент до установ- 45 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 коэффи- 50 циент 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 частсРгы определяется коэффициентом деления — кодом, поступающим на их управляющие нходы. Частота импульсов на выходе второго управляемого делителя 3 частоты где n — код, соответствующий заданному ускорению разгона/торможения, поступающий из регистра 4 задания на управляющие входы делителя 3 частоты.

Импульсы с постоянной частотой F соответствующей заданному ускорению, поступают на первые входы первого 11 и второго 12 элементов И, При установлении признака "Работа" регистра 4 задания в "1" единичным значением на шине "Разрешение разгона открывается первый элемент 11 И и

1 частота, соответствующая коду величины ускорения разгона/торможения, т.е. коэффициенту деления второго управляемого делителя 3 частоты, подается на суммирующий вход реверсивного счетчика 5 импульсов, Импульсы на суммирующий вход реверсивного счетчика 5 поступают до тех пор, пока из элеента 14 ИЛИ не поступит сигнал сброса разрешения разгона, т ° е. сброса признака "Работа" в регистре 4 задания. Одновременно с заполнением реверсивного счетчика 5 происходит вычитание с этой же частотой нычитающего счетчика 15 скорости, а также происходит заполнение счетчика 6 разгона и счетчика 7 перемещения выходной частотой первого управляемого де ы лителя 2 частоты, на управляющие входые которого поступают текущий код числа N реверсивного счетчика 5 импульсов. Следовательно, частота аы1 изменяется пропорционально числу 1 :

13270бб с выхода которого с заданной длительностью, например 0,5 мкс, поступают на вход мультиплексора 10. Сформированные импульсы выходной частоты коммутируются в мультиплексоре 10 в

30 соответствии со значениями управляющих входов, определяемых регистром 4 задания.

При этом перемещение задается по

10 одному из восьми возможных направлений. При достижении максимальной с.ко— рости ч „,или сравнении кодов счетчика б разгона и счетчика 7 перемещения, что свидетельствует об от15 работке на разгоне половины заданной величины перемещения, а вторая половина должна быть отработана с торможением, сбрасывается в "0" признак "Работа" регистра 4 задания, пер. вый элемент 11 И закрывается и за20 полнение реверсивного счетчика 5 импульсов прекращается. Далее, если запрет разгона бып вызван достижением максимальной скорости, о чем свидетельствует импульс на нулевом выходе счетчика 15 скорости, содержащего в данный момент код "0", перемещение осуществляется с постоянной скоростью 1 „„,до появпения импульса на выходе блока 8 совпадения. Максимальной скорости перемещения соответствует максимальное значение кода 11„„ в реверсивном счетчике 5 импульсов, причем во время разгона до максимальной скорости код на выходе счетчика 5 изменяется

0 jfo 11 Во линейному закону.

Если же запрет разгона вызван отработкой половины заданного перемеще40 ния на разгоне, то импульс сравнения с выхода блока 8 совпадения, вызвавший запрет разгона, также сбрасывает счетчик б разгона и устанавлива.ет RS-триггер 13 в единичное состоя45 ние, который через второй элемент

12 И разрешает вычитание реверсивного счетчика 5 импульсов и перемещение происходит торможением. При этом импульсы с частотой через второй элемент 12 И поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 5 импульсов, код которого 1" линейно уменьшается, уменьшая пропорционально частоту Е . Торможение преII>tx кращается при окончании отработки модулем заданного перемещения, о чем свидетельствует импульс на нулевом выходе счетчика 7 перемещения, содержащего в данный момент код "0". Этот же импульс сбрасывает Кь вЂ,триггер 13 в "0", запрещая торможение, блокирует выдачу импульсов выходной частоты

Е „, 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 4 задания — код задания отработанного цикла и признак "Работа", сброшенный в "0", реверсивный счетчик 5 импульсов

О, импульcbI на вьIxojIF первого yII равляемого делителя 2 частоты отсутствуют, счетчик б разгона — "0", счетчик 7 перемещения — "0", т ° е. все импульсы задания перемещения отработаны. ь †тригг 13 — "0", вычитающий счетчик 15 скорости — "0" (если перемещение отработано с достижением заданной „) . 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 магистраль»о-модульных систем программного управления электроприводог1, 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 изобретения

Программно-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 Торможение!

327066 отличающийся 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, RS-триггер, счетчик перемещения, формирователь импульсов, мультиплексор, счетчик скорости и счет- 10 чик разгона, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, с 5-входом RS-триггера, с выходом блока совпадения, второй вход счетчика разгона соединен с вторым вхо- 15 дом элемента ИЛИ и выходом счетчика скорости, вход которого соединен с выходом второго управляемого делителя частоты, управляющие входы которого соединены с первыми выходами 2р регистра задания, второй выход которого подключен к шине "Разгон", а первый вход подключен к выходу элемента ИЛИ, вторые входы регистра задания подключены к магистрали дан- 25 ньяи, а третьи выходы регистра задания подключены к информационным входам мультиплексора, выходы которого подключены соответственно к координатным выходам управления модуля, тактовый вход мультиплексора подключен через формирователь импульсов к выходу первого управляемого делителя частоты, к третьему входу счетчика разгона и к первому входу счетчика перемещения, остальные входы которого подключены к магистрали данных, выходы — к первым входам блока совпадения, а выход счетчика перемещения подключен к второму входу первого управляемого делителя частоты, к R-входу триггера, к магистрали данных и выходу "Конец работы" программно-управляемого модуля, вторые входы блока совпадения подключены к выходам счетчика разгона, а входы счетчика скорости — к магистрали данных, выход триггера подключен к второму входу второго элемента И.

1327066

Составитель 0.Ольшанский

Техред В.Кадар Корректор Л.Пилипенко

Редактор Е.Копча

Заказ 3388/43

Тираж 863

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие r . Ужгород, ул, Проектная, 4