CS264625B1

CS264625B1 - Connection of input part for connection of inductive sensors to microcomputer

Info

Publication number: CS264625B1
Application number: CS874921A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Ing Moravek; Karel Ing Steidl; Jaroslav Piskac
Original assignee: Moravek Miroslav; Steidl Karel; Jaroslav Piskac
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1989-08-14
Also published as: CS492187A1

Abstract

Zapojení slouží k efektivnímu vyhodnocení údajů více snímačů při automatizaci měření. Má charakter adresovatelné hardwarové periferie připojitelné v počtu jednoho nebo několika kusů přímo na sběrnici mikropočítače. Údaje o výchylkách jednotlivých snímačů přenášené do mikropočítače mají charakter vstupních dat pro programy, které zajištují jejich zpracování, indikaci a uchování na periferiích mikropočítače.The connection serves for effective evaluation of data from multiple sensors during measurement automation. It has the character of an addressable hardware peripheral that can be connected in one or several pieces directly to the microcomputer bus. The data on the deflections of individual sensors transmitted to the microcomputer have the character of input data for programs that ensure their processing, indication and storage on the microcomputer peripherals.

Description

(57) Zapojení slouží k efektivnímu vyhodnocení údajů více snímačů při automatizaci měření. Má charakter adresovatelné hardwarové periferie připojitelné v počtu jednoho nebo několika kusů přímo na sběrnici mikropočítače. Údaje o výchylkách jednotlivých snímačů přenášené do mikropočítače mají charakter vstupních dat pro programy, které zajištují jejich zpracování, indikaci a uchování na periferiích mikropočítače.(57) The wiring is used to efficiently evaluate data from multiple sensors in measuring automation. It has the character of addressable hardware peripherals connectable in one or several pieces directly to the microcomputer bus. Data of deflections of individual sensors transmitted to the microcomputer are in the nature of input data for programs that ensure their processing, indication and storage on the peripherals of the microcomputer.

Obr.Giant.

Vynález se týká zapojení vstupní části pro připojení induktivních snímačů k mikropočítači.The invention relates to the connection of an input part for connecting inductive sensors to a microcomputer.

Induktivní snímače se velmi často používají při kontorle rozměrů obrobků. Se vzrůstajícími nároky na vysokou a stálou přesnost obrábění stoupají požadavky na efektivní zpracování naměřených údajů z více měřicích míst, která jsou reprezentována induktivními snímači.Inductive sensors are very often used in workpiece size control. With increasing demands for high and consistent machining accuracy, the requirements for efficient processing of measured data from multiple measuring points, which are represented by inductive sensors, are increasing.

Je známa řada řešení, ve kterých jsou jednotlivé induktivní snímače, případně dvojice těchto snímačů, připojeny k napájecím a vyhodnocovacím jednotkám a jako výstupní zařízení indikující výchylku snímače je použito ručkového měřidla, případně sloupce světelných diod. Při větším počtu snímačů jsou napájecí a vyhodnocovací jednotky snímačů s indikačním zařízením skládány vedle sebe - v případě sloupců světelných diod - nebo výstupní stejnosměrná napětí vyhodnocovacích jednotek, která jsou úměrná výchylkám jednotlivých snímačů, jsou přepínána přepínačem na společné indikační zařízení - např. ručkové měřidlo. Jsou rovněž známa řešení, ve kterých je místo ručkového měřidla použito digitalizátoru a zobrazení v číslicové formě na displeji.A number of solutions are known in which individual inductive sensors or pairs of these sensors are connected to the power and evaluation units and a hand-held gauge or a light-emitting diode column is used as an output device indicating the displacement of the sensor. In the case of a plurality of sensors, the supply and evaluation units of the sensors with the display device are stacked side by side - in the case of light-emitting diodes - or output DC voltages of the evaluation units. Solutions are also known in which a digitizer and digital display are used instead of a pointer meter.

Nevýhodou těchto řešeni je nutnost použití napájecí a vyhodnocovací jednotky ke každému snímači, případně dvojici snímačů a s tím spojená obvodová náročnost při zvyšování počtu snímačů, a to i v případě společného indikačního zařízení.The disadvantage of these solutions is the necessity to use a power supply and evaluation unit for each sensor, or a pair of sensors, and the associated circuitry in increasing the number of sensors, even in the case of a common indication device.

Uvedené nedostatky řeší zapojení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že napájecí vstup přepínacího pole je spojen s prvním vstupem napájecí a vyhodnocovací jednotky snímačů, jichž může být libovolný počet, minimálně však alespoň dva. První, druhý až ntý výstup přepínacího pole jsou po řadě připojeny na vstupy prvního, druhého až ntého snímače, výstupy prvního, druhého až ntého snímače jsou po řadě spojeny s prvním, druhým až ntým vstupem přepínacího pole. Signální výstup přepínacího pole je připojen na vstup napájecí a vyhodnocovací jednotky, jejíž druhý výstup je spojen s prvním vstupem analogově číslicového převodníku, jehož výstup je připojen k prvnímu vstupu programovatelného obvodu vstupu-výstupu. Druhý výstup a druhý vstup téhož obvodu jsou spojeny se sběrnicí mikropočítače.These drawbacks are solved by the circuit according to the invention, which is based on the fact that the power input of the switching field is connected to the first input of the power supply and evaluation unit of the sensors, which may be any number but at least two. The first, second to nth switches of the switching field are connected in series to the inputs of the first, second to nth sensors, the outputs of the first, second to nth sensors are connected in series to the first, second to nth switches of the switching field. The switching output signal output is connected to the input of the power and evaluation unit, the second output of which is connected to the first input of the A / D converter, the output of which is connected to the first input of the programmable I / O circuit. The second output and the second input of the same circuit are connected to the microcomputer bus.

Třetí výstup programovatelného obvodu vstupu-výstupu je připojen na řídicí vstup přepínacího pole. První výstup programovatelného obvodu vstupu-výstupu je spojen s druhým vstupem analogově číslicového převodníku. Třetí vstup programovatelného obvodu vstupu-výstupu je spojen s kontrolním výstupem přepínacího pole.The third output of the programmable I / O circuit is connected to the control input of the switching field. The first output of the programmable I / O circuit is coupled to the second input of the A / D converter. The third input of the programmable I / O circuit is coupled to the control output of the switching field.

Zapojení vstupní části pro připojení induktivních snímačů k mikropočítači je univerzální jak z hlediska počtu připojených snímačů, tak jejich požadovaného vyhodnocení. Umožňuje zvýšit počet připojených snímačů k jedné napájecí a vyhodnocovací části prostřednictvím použití mikropočítače jako řídicí, výpočetní a indikační jednotky. Současně umožňuje variabilitu připojení snímačů a vyhodnocení jejich údajů, nebot snímače lze připojovat a vyhodnocovat jednotlivě, v součtu či rozdílu, v závislosti na předvoleném zapojení propojek přepínacího pole nebo na zadání v programu mikropočítače.The connection of the input part for the connection of inductive sensors to the microcomputer is universal both in terms of the number of connected sensors and their required evaluation. It allows to increase the number of connected sensors to one power and evaluation part by using a microcomputer as a control, calculation and indication unit. At the same time, it enables variability of connection of sensors and evaluation of their data, because sensors can be connected and evaluated individually, in sum or difference, depending on the preset connection of jumpers of the switching field or on input in the microcomputer program.

Příklad zapojení vstupní části pro připojení induktivních snímačů k mikropočítači je znázorněn na připojeném výkresu, který představuje blokové schéma:An example of the input part connection for the connection of inductive sensors to a microcomputer is shown in the attached drawing, which represents a block diagram:

napájecí vstup 41 přepínacího pole 2 í^e spojen s prvním výstupem 52 napájecí a vyhodnocovací jednotky 5 snímačů 2r 2 .... N. První výstup 411, druhý výstup 421 až ntý výstup 4N1 přepínacího pole £ jsou po řadě připojeny na vstup 11 prvního snímače vstup 21 druhého snímače 2 a vstup NI ntého snímače N. Výstup 12 prvního snímače 2, výstup 22 druhého snímače 2 a výstup N2 ntého snímačes N jsou po řadě spojeny s prvním vstupem 412, druhým vstupem 422 a ntým vstupem 4N2 přepínacího pole 2· Signální výstup 42 přepínacího pole 4 je připojen na vstup 51 napájecí a vyhodnocovací jednotky 5, jejíž druhý výstup 53 je spojen s prvním vstupem 61 analogově číslicového převodníku 2· Výstup 63 tohoto převodníku je připojen k prvnímu vstupu 71 programovatelného obvodu Ί. vstupu-výstupu. Druhý výstup 73 a druhý vstup 74 téhož obvodu jsou spojeny se sběrnici 2 mikropočítače 9_. Třetí výstup 75 programovatelného obvodu 2 vstupu-výstupu je připojen na řídicí vstup 44 přepínacího pole 2· První výstup 72 programovatelného obvodu Ί_ vstupu-výstupu je spojen s druhým vstupem 62 analogově číslicového převodníku Třetí vstup 76 programovatelného obvodu Ί_ vstupu-výstupu je spojen s kontrolním výstupem 43 přepínacího pole 2·power supply input 41 of the switching field ^E s 2 connected to the first outlet 52 of the supply and evaluation unit 5 sensors 2r 2 .... N. The first output 411, the second output of the nth output 421 to 4N1 switching field £ are respectively connected to the input 11 of the first sensor input 21 of second sensor 2 and input nI of nth sensor N. Output 12 of first sensor 2, output 22 of second sensor 2 and output N2 of nth sensor N are connected in series with first input 412, second input 422 and nth input 4N2 of switching field 2. the output 42 of the switching field 4 is connected to the input 51 of the power supply and evaluation unit 5, the second output 53 of which is connected to the first input 61 of the analog-to-digital converter 2. input-output. The second output 73 and the second input 74 of the same circuit are connected to the bus 2 of the microcomputer 9. The third output 75 of the programmable I / O circuit is connected to the control input 44 of the switch box 2. The first output 72 of the programmable I / O circuit is coupled to the second input 62 of the A / D converter. output 43 of switch box 2 ·

Zapojení vstupní části pro připojení induktivních snímačů k mikropočítači podle obrázku funguje následovně:The wiring of the input part for connecting the inductive sensors to the microcomputer according to the figure works as follows:

mikropočítačem 9_ jsou prostřednictvím sběrnice 8. přes druhý vstup 74 programovatelného obvodu 2 vstupu-výstupu uložena data udávající, který ze snímačů 2» Z ···· N má být propojen s napájecí a vyhodnocovací jednotkou 5 snímačů 2/ Z ··♦* N. Výstupní signály z výstupu 75 programovatelného obvodu T_ vstupu-výstupu přivedené na řídicí vstup 44 přepínacího pole 2 zajistí sepnutí příslušných spínačů tohoto pole tak, aby požadovaný ze snímačů 2/ Z · · · · íí byl svým vstupem 21, Z1 · ♦ · · NI propojen s napájecím výstupem 52 napájecí a vyhodnocovací jednotky 5. a svým výstupem 12, ZZ · · · · N2 připojen ke vstupu 51 napájecí a vyhodnocovací jednotky 2· Tím je zajištěno, že výstupní stejnosměrné napětí na druhém výstupu 53 napájecí a vyhodnocovací jednotky 2 je úměrné výchylce snímače požadovaného mikropočítačem 2· Toto napětí je přivedeno na první vstup 61 analogově číslicového převodníku 6_. Po době nezbytné k ustálení snímače, spínačů přepínacího pole a napájecí a vyhodnocovací jednotky 2 3^e mikropočítačem 2 přes sběrnici 8/ vstup 74 programovatelného obvodu T_ vstupu-výstupu, výstup 72 tohoto obvodu a vstup 62 analogově číslicového převodníku 2 zadán povel k digitalizaci napětí na prvním vstupu 61 analogově číslicového převodníku 2» ^Po skončení digitalizace je toto napětí v číslicové formě přivedeno z výstupu 63 analogově číslicového převodníku 2 přes první vstup 71 do programovatelného obvodu 7 vstupu-výstupu, odkud si jej mikropočítač 2 přes sběrnici 2 ^a výstup 73 programovatel ného obvodu 2 vstupu-výstupu převezme. Tím je údaj o výchylce příslušného snímače převeden do paměti mikropočítače 2 ^a múze být připojen další ze snímačů.By means of the microcomputer 9, data indicating which of the sensors 2 to be connected to the supply and evaluation unit 5 of the sensors 2 / Z ·· ♦ * N is stored via the bus 8 via the second input 74 of the programmable I / O circuit 2. The output signals from the output 75 of the programmable input-output circuit T applied to the control input 44 of the switch-over field 2 ensure that the respective switches of the switch-over field 2 are closed so that the required of the sensors 2 / Z1 is higher by its input 21, Z1. NI connected to the power output 52 of the power and evaluation unit 5 and its output 12, ZZ · N2 connected to the input 51 of the power and evaluation unit 2 This ensures that the DC output voltage at the second output 53 of the power and evaluation unit 2 is proportional to the displacement of the sensor required by the microcomputer 2 · This voltage is applied to the first input 61 of the digital converter 6. After the time necessary to stabilize the sensor, the switch-box switches and the power supply and evaluation unit 2 3 ^{e by the} microcomputer 2 via the bus 8 / input 74 of the programmable I / O circuit, the output 72 of this circuit and the A / D converter input 62 are commanded ^After the digitalization, this voltage in digital form is fed from the output 63 of the analog-to-digital converter 2 through the first input 71 to the programmable input-output circuit 7, from which the microcomputer 2 via bus 2 ^{and the} output 73 of the programmable digital the input / output circuit 2 takes over. Thus, the deflection value of the respective sensor is transferred to the memory of the microcomputer 2 ^and another sensor can be connected.

Zapojení vstupní Části pro připojení induktivních snímačů k mikropočítači je univerzální pro způsob vyhodnocování údajů snímačů. Ze strany mikropočítače lze způsob vyhodnocení volit změnou programu. Je však možné též použít univerzální programové vybavení a způsob vyhodnocení snímačů předvolit propojkami přepínacího pole. Přepínací pole £ je uspořádáno tak, že signál na jeho kontrolním výstupu 43 při sepnutí spínačů přepínacího pole které zajišťují propojení příslušného ze snímačů 2/ Z ···♦ íi s napájecí a vyhodnocovací jednotkou 2, udává, zda je tento snímač připojen ke vstupní části pro připojení induktivních snímačů k mikropočítači Či nikoli. Při takovém zapojení předvolby přepínacího pole £, které požaduje vyhodnocení dvou snímačů v součtu či rozdílu, je signál na kontrolním výstupu 43 přepínacího pole 2 přítomen pouze při připojení obou snímačů a sepnutí obou spínačů, které jim v přepínacím poli £ přísluší. Signál z kontrolního výstupu 43 přepínacího pole 2 je přiveden na třetí vstup 76 programovatelného obvodu vstupu-výstupu Ί_, odkud je možné mikropočítačem 2 přes sběrnici 8, druhý vstup 74 a druhý výstup 73 programovatelného obvodu vstupu-výstupu 2 tento signál testovat. To umožňuje před zahájením měření otestovat ze strany mikropočítače 2, kolik snímačů je k vstupní části pro připojení induktivních snímačů k mikropočítači připojeno a jakým způsobem je žádoucí jejich údaje vyhodnocovat. Současně toto řešení umožňuje v cyklu více měření indikovat přerušení měřicího řetězce způsobené například náhodným uvolněním konektoru snímače.Connection of input part for connection of inductive sensors to microcomputer is universal for the way of evaluation of sensor data. On the microcomputer side, the evaluation method can be selected by changing the program. However, it is also possible to use universal software and preset the way of sensor evaluation with jumpers of the switching field. The switching field 8 is arranged such that the signal at its control output 43 when the switching field switches which provide the connection of the respective sensors 2 / Z ··· ♦ i to the power supply and evaluation unit 2 indicates whether the sensor is connected to the input part for connecting inductive sensors to a microcomputer or not. With such a switching field preselection 5 that requires the evaluation of two sensors in sum or difference, the signal at the control output 43 of the switching field 2 is present only when both sensors are connected and the two switches associated with them in the switching field 8 are present. The signal from the control output 43 of the switching field 2 is applied to the third input 76 of the programmable I / O circuit, from where the microcomputer 2 can be tested via the bus 8, the second input 74 and the second output 73 of the programmable I / O circuit. This makes it possible to test how many sensors are connected to the input part for connecting the inductive sensors to the microcomputer 2 and how it is desirable to evaluate their data before starting the measurement. At the same time, this solution makes it possible to indicate an interruption of the measurement chain in a multiple measurement cycle caused, for example, by accidentally loosening the sensor connector.

Zapojení dle vynálezu bude využito u bezobslužných obráběcích strojů.The circuit according to the invention will be used in unmanned machine tools.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An input part for connecting inductive sensors to a microcomputer characterized in that the power input (41) of the switching field (4) is connected to the first output (52) of the power and evaluation unit (5) of at least two sensors (1) and (2). .. (N), the first output (411), the second output (421) .... the fourth output (4N1) of the switching field (4) are connected in series to the input (11) of the first sensor (1), the input (21) the second sensor (2) and the nt sensor (N) input (NI), the output (12) of the first sensor (1), the output (22) of the second sensor (2), and the output (N2) of the nth sensor (N) are connected to the first input (412), the second input (422) and the nth input (4N2) of the switching field (4), the signal output (42) of the switching field (4) is connected to the input (51) of the power and evaluation unit (5) the second output (53) is connected to a first input (61) of an analog-to-digital converter (6) whose output (63) is connected to the first input in (71) a programmable input-output circuit (7), a second output (73), and a second input (74) of the same circuit connected to the microcomputer (9) bus (8), the third output (75) of the programmable input circuit (7) - the output is connected to the control input (44) of the switching field (4), the first output (72) of the programmable input-output circuit (7) is connected to the second input (62) of the A / D converter (6); the programmable input-output circuit (7) is coupled to the control output (43) of the switching field (4).