Назначение, принцип работы и анализ функциональных узлов заданного субблока (модуля) УЧПУ

2.4.Назначение, принцип работы и анализ функциональных узлов заданного субблока (модуля) УЧПУ.

Устройство 9209 предназначено для приёма и хранения информации о выдаче установки эквивалентной скорости подачи исполнительных механизмов привода и формирование пропорционально ей аналогового сигнала постоянного тока (+/– 10В).

Технические характеристики:

Uпит аналог.МС = +/– 15В

цифровых = +/– 5В

Сигналы на вход устройства подаются в двоичной форме. На выходе устройства формируется сигнал постоянного тока +/– 10В. Конструктивно устройство выполнено на печатной плате с четырьмя накладными разъёмами (X1—X4). Через вилки X1 и X2 осуществляется связь с микроЭВМ, а через X3,X4 с приводом.

В состав КП входят следующие функциональные узлы:

1.  Источник опорного напряжения

2. Схема адресации

3. Формирователя управляющего напряжения

КП имеет три формирователя управляющего напряжения Ф1- Ф3. Формирователь управляющего напряжения состоит из следующих узлов:

1. Входного 12-и разрядного регистора или шинного формирователя.

2. Шинный формирователь.

3. Оптронные ячейки

4. ЦАП

5. ОУ на выходе

Источник опорного напряжения выполнен на элементах D11, D15 (МС КР551УД1А ), VD1,VD2— стабилитроны. VT1,VT2— транзисторы. Для установки в рабочее состояние ЦАП потенциометром R23, устанавливается номинальная величина Uопор, при этом через стабилитрон VD1 будет протекать ток оптимальной величины. Напряжение со стабилитрона подаётся на инверсный вход буферного усилителя D11. В случае изменения опорного напряжения происходит разбалансировка инвертирующего входа усилителя D11. По цепи VT1,VD2 протекает ток. В точке соединения элементов VT1,VD2 и R22 изменяется потенциал приложенный к инверсному входу усилителя. В результате опорное напряжение возвращается к номинальной величине.

Схема адресации выполнена на МС D10 (К155ЛН1), D12, D13 (К155ЛА3), D14 (К155ИД4), D16, D17 (К155ЛА6) и обеспечивает при наличии сигнала выбор блока ВБ3=1 и под адрес 2, под адрес 3 выработку сигналов (МС D14—для записи ЗП=0, для чтения ЗП=1) информации во входных регистрах D4— D6 (К155ТМ7). Номер канала определяется сигналами подадреса 0 и 1. Сигналом УСТ осуществляется предварительная запись нулевого кода во входные регистры ЦАП при включении питания.

Формирователь управляющего напряжения состоит из входных 12-ти разрядных регистров МС D4—D6 (К155ТМ7), шинных формирователей МС D1—D3 (К589АП26) оптронных ячеек А1—А6 для развязки аналогового и цифрового напряжения питания и ЦАП D7 (К594ПА1), D8, D9 ОУ (КМ551УД1А). Шинные формирователи обеспечивают приём и передачу информации микроЭВМ по сигналам управления, вырабатываемыми схемой адресации. Потенциометром R5 устанавливается необходимая величина опорного напряжения для ЦАП. Потенциометром R13 производится балансировка выходного усилителя D8.

Анализировать конкретные функциональные узлы принципиальной электрической схемы, можно исходя из анализа работы, состава и функционирования в модуле данного узла.

Источник опорного напряжения предназначен для выработки высокостабильного напряжения постоянного тока, равного 10V и используемого для работы ЦАП.

Схема адресации обеспечивает при наличии сигнала ВБ (3)= 0 выработку управляющих сигналов для записи информации ( при Зп = 0) или для чтения её ( при Зп = 1) во входном регистре ЦАП соответствующей координаты. Номер координаты определяется комбинацией сигналов ПА (1) и ПА (2).

Формирователь управляющего напряжения состоит из входного 12-и разрядного регистра, шинного формирователя, оптронов.

12-разрядный код (включая знаковый разряд) подается через шинные формирователи на входной регистр, откуда код с инверсных выходов регистра, кроме знакового разряда, подается через оптроны на вход ЦАП. Оптроны используются для гальванической развязки сигнальных цепей УС от цепей станка. Код, поданный на вход ЦАП, преобразуется в аналоговый ток, который с помощью операционного усилителя преобразуется в выходное аналоговое напряжение. Усилитель ОУ2 используется для развязки источника опорного напряжения по всем четырем каналам.

Смещение нуля выходного напряжения не более +/- 2.5 мВ; дрейф нуля выходного напряжения при изменении температуры окружающей среды каждые 10°С от нормальной составляет не более  +/- 2.5 мВ.

Нестабильность крутизны характеристики выходного напряжения, вызываемая нестабильностью максимального значения выходного напряжения, при изменении температуры окружающей среды составляет не более +/- 2.5 мВ на каждые 10°С.