Устройство для управления электродвигателем

 

Изобретение относится к автоматике, а именно к элементам позиционирования шагового привода, и может быть использовано в системах программного управления станками. Цель изобретения - расширение области применения. Устройство для управления электродвигателем содержит блок управления, синхронные триггеры, RS - триггер, преобразователь код-частота, элементы И, элементы ИЛИ, генератор импульсов, реверсивные счетчики импульсов, задатчик кода ускорения, задатчик кода максимальной скорости, блоки совпадения кодов, счетчик импульсов, блок стробирования, одновибратор, формирователи импульса реверса ускорения сигнала блокировки, инверторы, триггеры. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1472873 А1 д!! 4 G 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ти.

Блок 1 управления (фиг. 2) содержит счетчик 17 импульсов, блок 18 стробирования, элемент ИЛИ 19, .одновибратор 20, формирователи 21,22 импульса реверса ускорения и сигнала блокировки, элементы ИЛИ 23 и 24, инвертор 25.

Формирователь 21 импульса реверса ускорения и сигнала блокировки (фиг.3) содержит элементы И 26 и 27, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4247370/24-24 (22) 19.05.87 (46) 15.04.89. Бюл. № 14 (72) Е.Г.Плетнев и С.И.Попов (53) 621.503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 807223, кл. G 05 В 19/08, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1177795, кл. G 05 B 19/18, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к автоматике, а именно к элементам позиционирования шагового привода, и может быть использовано в системах програм1

Изобретение относится к автоматике, а именно к элементам позиционирования шагового привода, и может быть использовано в системах программного управления станками.

Цель изобретения — расширение области применения устройства.

На фиг.! представлена блок-схема устройства для управления электродвигателем; на фиг.2 — блок-схема блока управления; на фиг.3 — схемы первого и второго формирователей импульса реверса ускорения и сигнала блокировки соответственно; на фиг.5 — временная диаграмма сигналов, связанных со сменой состояний второго реверсивного счетчика 7.

Устройство для управления электродвигателем (фиг ° !) содержит блок 1 управления, синхронные триггеры 2 много управления станками. Цель изобретения — расширение области применения. Устройство цля управления электроцвигателем содержит блок управления, синхронные триггеры, RS-триггер, преобразователь код — частота, элементы И, элементы ИЛИ, генератор импульсов, реверсивные счетчики импульсов, задатчик кода ускорения, задатчик кода максимальной скорости, блоки совпадения коцов, счетчик импульсов, блок стробирования, одновибратор, формирователи импульса реверса ускорениями сигнала блокировки, инверторы, триггеры, 4 з ° и. ф-лы, 5 ил.

2 и 3, преобразователь 4 код — частота, элемент И 5, генератор 6 импульсов, реверсивный счетчик 7 импульсов, задатчик 8 кода ускорения, блок 9 совпадения кодов, элемент И 10, элемент

ИЛИ 11, реверсивный счетчик 12 импульсов, синхронный триггер 13, RSтриггер 14, блок 15 совпадения кодов, задатчик 16 кода максимальной скорос14 7287 3 элемент ИЛИ 28, триггер 29, элемент

И 30.

Формирователь 22 импульса реверса ускорения и сигнала блокировки (фиг.4) содержит триггер 31, элементы И 32,33, триггер 34, инверторы

35 и 36.

На фиг.5 представлены временные диаграммы сигналов, связанных с сменой состояний реверсивного счетчика

7: а — на первом выходе генератора

6 импульсов; б — на втором выходе генератора 6 импульсов; в — на третьем выходе генератора 6 импульсов; г— на выходе синхронного триггера 3; д — на выхо-,е устройства пля управления электродвигателем; е — импульсы смены состояния реверсив;;огo счетчика 7 импульсов; ж — на выходе элемен- 20 та ИЛИ 11 (пересчетные импульсы реверсивного счетчика 12 импульсов); з — на выходе переполнения при счете на вычитание реверсивного счетчика

12 импульсов. 25

Римскими цифрами обозначены: I временной интервал, определяемый текущим состоянием реверсивного счетчика 12 импульсов; II — импульсы, пересчитанные на с. .ожение реверсив — ЗО ным счетчиком 12 импульсов, количество ко-орых определяется кодом задат— чика 16 кода максимальной скорости;

III — импульсы, пересчитанные на сложение реверсивным счетчиком 7 импуль — -5 сов после блокировки элемента И 10 сигналом с выхода блока 15 совпадения кодов; IV — импульсы, пересчитанные на вычитание реверсивным счетчиком 7 импульсов после сброса синхрон — 0 ного триггера 13; V — импульсы, пе— ресчитанные на вычитание реверсивным счетчиком 1.2 импульсов.

На диаграммах е и ж отмечены состояния реверсивных счетчиков 7,12 импульсов соответственно после очередного пересчетного импульса. Диаграммы отражают случай отработки заданного перемещения с выходом на максимальную скорость. 50

Генератор 6 импульсов является многофазным тактовым генератором, вырабатывающим на выходах импульсные последовательности, причем импульсы на втором и третьем выходах разнесены во времени один относительно другого и относительно фронтов импульсов на первом выходе и приходятся на каждьй полупериод импульсной последовательности на первом выходе.

Устройство для управления электродвигателем работает следующим образом.

В блок управления по информационной шине заносится код заданного перемещения при прохождении импульса записи, поступающего с линии Запись данных" устройства для управления электродвигателя задним фронтом импульса записи, устанавливается синхронный триггер 2, что приводит к установке синхронного триггера 3 передним фронтом очередного импульса с выхода преобразователя 4 код — частота, поступающего при этом через weмент И 5 на выход устройства для управления электродвигателем, вызывая перемещение рабочего органа привода на одну дискрету, а также поступающего на первый вход блока 1 управления, где производится контроль количества импульсов отработки заданного перемещения и формирование управляющих сигналов на выходах блока 1 управления при помощи импульсных последовательностей с выходов генератора 6 импульсов.

Реверсивный счетчик 7 импульсов, с которого после установки синхронного триггера 3 снимается сигнал сброса, пересчитывает импульсы с второго выхода генератора 6 импульсов, через временной интервал, определяемый задатчиком 8 кода ускорения и при помощи блока 9 совпадения кодов, выходной сигнал которого через второй вход элемента И 10 второй вход. элемента ИЛИ 11 поступает на первый вход сброса реверсивного счетчика 7 импульсов, формирует импульс, .поступающий на счетный вход. реверсивного счетчика 12 импульсов, который также освобождается от сигнала сброса после установки синхронного триггера 3, Исходное состояние синхронного триггера 13 и RS-триггера 14 устанавливается так, что реализуется пересчет на сложение реверсивных счетчиков 7, l2 импульсов.

Возрастание состояния реверсивного счетчика 12 импульсов приводит к пропорциональному увеличению частоты следования выходных импульсов вплоть до максимального значения, если блоком 1 управления до этого момента времени не выработаны сигналы, приво1472873 дящие к реверсу ускорения энектропривода. Состояние реверсивного счетчика 12 импульсов, соответствующее максимальной скорости электропривода, определяется блоком 15 совпадения кодов при помощи задатчика !6 кода максимальной скорости. Выходной сигнал блока 15 совпадения кодов поступает на первый вход элемента И 10 и блокирует формирование пересчетных импульсов для реверсивного счетчика 12 импульсов, при этом реверсивный счетчик 7 импульсов продолжает пересчет импульсов на сложение без переполне. ния, что обеспечивается его соответствующей. разрядностью.

После реверса ускорения, что соответствует реверсу направления счета реверсивных счетчиков 7,!2 импульсов, считываются накопленные ранее импульсы реверсивного счетчика 7 им-. пульсов до возникновения импульса на выходе переполнения при счете на вычитание, поступающего через первый вход элемента ИЛИ 11 на первый вход сброса реверсивного счетчика 7 импульсов и счетный вход реверсивного счетчика 12 импульсов и задним фронтом устанавливающего синхронный триггер 13, выходной сигнал которого вновь устанавливает направление счета реверсивного счетчика 7 импульсов — сложение. Состояние реверсивного счетчика 12 импульсов уменьшается до нулевого, появление импульса на его выходе переполнения при счете на вычитание, являющегося признаком окончания отработки заданного перемещения, приводит к сбросу синхронных триггеров 2,3 и блокировке прохождения выходных импульсов преобразователя 4 код — частота через эле мент И 5 на выход устройства.

Код заданного перемещения по импульсу записи данных принимается в блоке 1 управления счетчиком 17 импульсов, выполняющим пересчет импульсов с второго и третьего выходов генератора 6 импульсов, совпадающих с выходными импульсами устройства, что обеспечивается блоком 18 стробирования. Импульс с выхода переполнения счетчика 17 импульсов является признаком отработки половины заданного перемещения, если в счетчик 17 импульсов. заносится код заданного перемещения, уменьшенный на единицу.

Поэтому на счетный вход счетчика 17

55 импульсов через элемент ИПИ !9 поступает импульс от одновибратора 20 при установке синхронного триггера 3 .

Необходимость связи между выходом синхронного триггера 3 и вторым входом блока 1 управления возникает в

-.îì случае, когда в счетчике 17 импульсов имеется возможность записи лишь кода заданного перемещения без уменьшения на единицу ° Тогда установка синхронного триггера 3 вызывает формирование одновибратором 20 импульса, поступающего через элемент

ИЛИ 19 на счетный вход счетчика 17 импульсов, уменьшая его состояние на единицу до прихода импульсов пересчета с выхода блока 18 стробирования.

Импульс переполнения, являющийся признаком окончания разгона, поступает на входы формирователей 21,22 импульса реверса ускорения и сигнала блокировки, выходные сигналы которых посту IBIoT на соответствующие выходы блока 1 управления через элементы

ИЛИ 23,24 соответственно. Включение того или иного формирователя в работу определяет сигнал на линии Режим", подключенной к вторым входам управления — формирователя 2! импульса реверса ускорения и сигнала блокировки через инвертор 25, а формирователя 22 импульса реверса ускорения и сигнала блокировки — непосредственно.

В формирователе 21 импульса реверса ускорения и сигнала блокировки импульс переполнения гоступает на первые входы элементов И 26, 27 соответственно, при помощи которых определяется, нечетным или четным счетным входным импульсом с выхода блока 18 стробирования вызвано формирование импульса переполнения счетчиком 17.

В первом случае импульс переполнения, совпав с импульсом на втором выходе генератора 6 импульсов, поступает через элемент ИЛИ 28 на первый выход формирователя 21 импульса реверса ускорения и сигнала блокировки ° Во втором случае импуЛьс переполнения уста1 навливает триггер 29, сбрасываемый импульсом с выхода элемента 30 И во время следующего по счету выходного импульса устройства.

При заданном перемещении, выраженном четным числом, импульс окончания разгона и импульс реверса ускорения совпадают, если же заданное перемещение выражается нечетным числом, то

1472873 эти импульсы разнесены и lIpHxopHTcH на соседние выходные импульсы устройства для управления электродвигателем, при этом триггер 29 блокирует пересчет на сложение реверсивного счетчика 7 импульсов, что позволяет получить временную диаграмму смены состояний реверсивного счетчика 7 им— пульсов, симметричную относительно середины временного интервала между импульсом окончания разгона и импульсом реверса ускорения. Импульс на выходе переполнения при счете на вычитание реверсивного счетчика 12 импульсов возникает после последнего из заданного для отработки перемещения выходного импульса устройства для управления электродвигателем и явля— ется признаком окончания отработки заданного перемещения. Этот импульс поступает на входы сброса синхронных триггеров 2 и 3, блокируя дальнейшее формирование выходных импульсов устройства. 25

Режим работы устройства, при котором начало торможения электродви— гателя регламентируется не заданным перемещением, а сигналом по линии

"Торможение", реализуется при нали- ЗО чии сигнала "1" на линии Режим", блокирующего элементы И 26,27.

В данном режиме код, переписываемый в счетчик 17 импульсов до начала перемещения, определяет максималь- 3 ную скорость, до которой разгоняется двигатель, а также величины пути разгона и торможения. Импульс переполнения с выхода счетчика 17 импульсов устанавливает триггер 31 и, если сиг- 40 нал на торможение к этому времени не появился, выходной сигнал элемента

И 32 проходит на второй выход блока

1 управления, блокируя пересчет реверсивного счетчика импульсов, ско- 45 рость привода при этом постоянна.

В случае, когда на линии "Режим" присутствует сигнал "О", заблокирована установка триггера 31, сигналы ( управления на первом и втором выходах блока 1 управления формируются от формирователя 21 импульса реверса ускорения и сигнала блокировки, и начало торможения определяется величинами заданного и фактически отработанного перемещений.

При появлении сигнала на линии

"Торможение" сигнал блокировки с второго выхода блока 1 управления снимается, и при,1 ..;1цл элемента

И 33 и триггера 34 формируется импульс, эквивалентный по действию импульсу реверса ускорения. формула и з о б р е т е н и я

l. устройство для управления электродвигателем, содержащее генератор имп; . в, первым выходом подключенный к входу синхронизации преобразователя код — частота, первый реверсивный счетчик импульсов, входом направления счета подключенный к выходу RS-триггера, а выходом — к входу преобразователя код — частота и первому входу первого блока совпадения кодов, вторым входом соединенно— го с задатчиком кода максимальной скорости, а выходо;. с первым входом первого элемента И, вторым входом соединенного с выходом второго блока совпадения кодов, первый вход которого соединен с выходом задатчика кода ускорения, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены второй реверсивный счетчик импульсов, блок управления, три синхронных триггера, второй элемент И, элемент ИЛИ, блок управления первым и вторым входами стробирования, входом синхронизации соединенный соответственно с первым, вторым и тре-, тьим выходами генератора импульсов, информационными входами — с информационной шиной устройства для управления электродвигателем, входом записи и начальной установки — с линией сигнала записи данных устройства для управления, с которой также соединены входы установки RS-триггера и первого синхронного триггера и синхровход второго синхронного триггера, первым входом блок управления соединен с выходом второго элемента И, являющегося выходом устройства для управления электродвигателем, первым и вторым входами управления — соответственно с линиями "Режим и Торможение", входом блокировки — с выходом

RS-триггера, первым выходом — с входами сброса RS-триггера и первого синхронного триггера, вторым выходом — с входом блокировки счета на сложение второго реверсивного счетчика импульсов, вход блокировки счета и счетный вход второго реверсивного! 472873

lO счетчика импульсов соединены соответственна с первым и вторым выходами генератора импульсов, вход направления счета — с выходам первого синхронного триггера, выходом — с вторым входом второго блока совпадения кодов, выходом переполнения при счете на вычитание — c синхровходам первого синхронного триггера и первым входом элемента ИЛИ, второй вход элемента ИЛИ соединен с выхоцом первого элемента И, а его выход †. са счетным входом первого реверсивного счетчика импульсов и первым входом сброса второго реверсивного счетчика импульсов, второй вход сброса второго реверсивкого счетчика, вход сброса первого реверсивного счетчика и первый вход второго элемента И соединены с выходом третьего синхронного триггера, входы сброса второго и третьего синхронных триггеров соединены с выходом переполнения при счете на вычитание первого реверсивного счетчика, выход второго синхронного триггера соединен с D-входом третьего синхронного триггера и вторым входом второго элемента И, выход преобразователя код частота соединен с синхровходом третьего синхронного триггера и третьим входом второго элемента И.

2. Устройство по п.l, о т л и— ч а ю щ.е е с я тем, чта выход третьего синхронного триггера соединен с вторым входом блока управления.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит счетчик импульсов, блок страбирования, первый и второй формирователи импульса реверса ускорения и сигнала блокировки, три элемента ИЛИ, инвертар, одновибратар, вход блока страбиравания и первый вход управления первого формирователя импульса реверса и сигнала блокировки соединены и являются первым входом блока управления, первый вход стробирования блока стробирования, первые входы стробиравания первого и второго формирователей импульса реверса ускорения и сигнала блокировки соединены и являются первым входом стробирования блока управления, вторые входы стробирования блока стробирования и первого формирователя импульса реверса и сигнала блокировки соединены и являются вторым входом страбиравания блока управ55 второго элементов И являются соответственно первым и вторым входами стробирования формирователя, первый вход третьего элемента И является вторым входом управления формирователя, вы ления, вход аднавибратара является вторым входам блока управления, информационные входы счетчика импульсоВ являются информационными входами блока управления, вход записи счетчика импульсов и вход начальной установки второго формирователя импульса реверса и сигнала блокировки соецинены и являются входом записи и начальной установки блока управления, вход сброса счетчика импульсов является входом блокировки блока управления, вход инвертора и первый вход управления второго формирователя импульса реверса и сигнала блокировки соединены и являются первым входом управления блока управления, второй вход управления и вход синхронизации второ.2й го формирователя импульса реверса и сигнала блокировки являются соответственна вторым входам управления и входом синхронизации блока управления, выхоцы первого и второго эле25 ментов ИЛИ являются соответственна первым и вторым выходали блока управления, выхоц переполнения счетчика импульсов соединен с входами первого и второго формирователей им3Q пульса реверса и сигнала блокировки, счетный вход — с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом блока стробирования, а второй вход — с выходом оцновибратора, первый элемент ИЛИ двумя входами соединен соответственно с первыми выходами, а второй элемент

ИЛИ вЂ” с вторыми выходами форлжрователей импульса реверса и сигнала блокировки, выход инвертара соединен с вторым входом управления первого формирователя импульса реверса и сигнала блокировки.

4. Устройство по п.З, о т л и—

45 ч а ю щ е е с я тем, что первый формирователь импульса реверса ускорения и сигнала блокировки содержит три элемента И, триггер, элемент ИЛИ, первые входы первого и второго элементов И соединены и являются входом формирователя, вторые входы первого и второго элементов И соединены и являются первым входом управления формирователя, третьи входы первого и

1472S73 ход элемента ИЛИ вЂ” первым выходом формирователя, выход триггера соединен с вторым входом третьего элемента И и является вторым выходом первого формирователя, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым входом элемента

ИЛИ и входом установки триггера, вход сброса триггера соединен с- вторым входом элемента ИЛИ и выходом третьего элемента И, третий вход которого соединен с третьим входом первого элемента И.

5. Устройство по п,З, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что второй формирователь импульса реверса ускоре,ния и сигнала блокировки содержит два триггера, два элемента И и два инвертора, вход установки и вход разрешения установки первого триггера является соответственно входом и первым входом управления, вход сброса первого триггера и вход установки второго триггера соединены и являются входом начальной установки, 5 первый и второй входы первого элемента И являются соответственно входом синхронизации и входом стробирования, третий вход первого элемента И и вход первого инвертора соединены и являются вторым входом управления, выход второго инвертора является первым выходом второго формирователя, выход второго элемента И является вторым выходом второго формирователя, пер15 вый вход второго элемента И соединен с выходом первого триггера, второй вход второго элемента И соединен с выходом первого инвертора, вход сброса второго триггера соединен с выхо20 дом первого элемента И, выход второго триггера соединен с четвертым входом первого элемента И и входом второго инвертора.

1472873

ЮУО Л7Л4 СУ

Инр

r7eP

dmin

7ер уды

8N0P0 сараФир

ПЩь упра

8mop упрд

l 47287 3 ЫЫЫ.2llL Ц IIl2 RLUj Дй ЫЫЫ llllJL IIE RL UJL Ы1

ПЕ пй Б о и

Составитель M.Ëþáèñòêoâà

Редактор М.Келемеш Техред M.Кодащщ Корректор Л.Зайцева

Закаэ 1708/46 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иаобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно-иэдательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101