專利名稱：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
目前的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)基本上都是基于x86，DSP+FPGA，ARM+FPGA等架構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制的。這就要求對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的算法等有比較深刻的理解，并且基于此類的運(yùn)動(dòng)控制卡， PLC等控制系統(tǒng)的通用性太強(qiáng)，這就必然造成成本的升高和對(duì)某些專用性能的降低。并且如果用這些控制器來(lái)架構(gòu)自己的控制系統(tǒng)，有許多地方要受到這些運(yùn)動(dòng)控制卡和PLC等運(yùn)動(dòng)控制器的制約，自己能夠靈活配置使用的方便性大打折扣。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡和PLC等運(yùn)動(dòng)控制器以上的不足之處，提供一種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，大大減少運(yùn)動(dòng)控制的成本，減小主控芯片的負(fù)擔(dān)，減少程序的復(fù)雜程度。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案如下運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)和下位機(jī)，下位機(jī)主控部分由各個(gè)工序模塊構(gòu)成，工序模塊與上位機(jī)分別信號(hào)通訊連接，工序模塊之間按工序先后依次信號(hào)通訊連接，上位機(jī)具有參數(shù)保存、下載、界面管理、調(diào)試功能模塊，上位機(jī)保存的參數(shù)通過(guò)485總線下發(fā)給各工序模塊，每個(gè)工序模塊內(nèi)帶有管理濾波單位機(jī)，解析信號(hào)并接收本模塊信號(hào)和發(fā)送運(yùn)行指令，上位機(jī)不參與運(yùn)行。所述上位機(jī)采用的是工控機(jī)，主要作用是做界面管理和與下位機(jī)通過(guò)485總線進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換，上位機(jī)具有參數(shù)保存、下載、界面管理、調(diào)試功能模塊，上位機(jī)保存模塊的參數(shù)通過(guò)485總線下發(fā)給各工序模塊，調(diào)試模塊對(duì)各個(gè)功能模塊的輸入輸出進(jìn)行測(cè)試， 對(duì)電機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行修改；運(yùn)行時(shí)上位機(jī)不參與運(yùn)行，只有在出現(xiàn)故障報(bào)警等異常情況下， 上位機(jī)進(jìn)行查錯(cuò)。所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)為上下料傳輸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，工序模塊由上料模塊、搬運(yùn)模塊和下料模塊構(gòu)成，其中上料模塊由單片機(jī)1和單片機(jī)2控制，下料模塊由單片機(jī)3和單片機(jī) 4控制，搬運(yùn)模塊由四個(gè)單片機(jī)5、6、7、8聯(lián)合控制，各單片機(jī)具有雙串口，晶振頻率可高達(dá) 45M HZ，并且是單周期指令。所述控制系統(tǒng)中485總線共有6路，其中上位機(jī)、單片機(jī)1的串口 1、單片機(jī)3的串口 1和單片機(jī)5的串口 1掛接在485總線1上；單片機(jī)1的串口 2和單片機(jī)2的串口 2掛接在485總線2上；單片機(jī)3的串口 2和單片機(jī)4的串口 2掛接在485總線3上；單片機(jī)5 的串口 2、單片機(jī)6的串口 2、單片機(jī)7的串口 2和單片機(jī)8的串口 2掛接在485總線4上面；單片機(jī)2的串口 1和單片機(jī)6的串口 1掛接在485總線5上；單片機(jī)4的串口 1和單片機(jī)7的串口 1掛接在485總線6上。所述各工序模塊內(nèi)部是通過(guò)共享FRAM和模塊內(nèi)485通訊兩種的方式來(lái)進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)交換的。[0009]本實(shí)用新型采用多個(gè)單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，一可以大大減少運(yùn)動(dòng)控制的成本，二可以減小主控芯片的負(fù)擔(dān)，三可以減少程序的復(fù)雜程度，四可以更明確的進(jìn)行分工利于項(xiàng)目的管理，五可以具有更高的自主權(quán)，方便自己控制系統(tǒng)的改進(jìn)。具體分析如下其中上位機(jī)主要負(fù)責(zé)參數(shù)保存、下載、界面管理、調(diào)試等功能。在機(jī)器平時(shí)動(dòng)作時(shí)候，上位機(jī)是不會(huì)參與運(yùn)行的，只有在出現(xiàn)故障報(bào)警等異常情況下通過(guò)上位機(jī)來(lái)查看是哪里出現(xiàn)問(wèn)題。這樣就保證了各個(gè)子模塊平時(shí)的正常工作不受上位機(jī)的干擾，提高了整個(gè)系統(tǒng)的高速和穩(wěn)定運(yùn)行。其中下位機(jī)由多個(gè)單片機(jī)共同執(zhí)行，每個(gè)模塊內(nèi)部有一個(gè)管理濾波單片機(jī)，負(fù)責(zé)解析和轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)發(fā)來(lái)的485命令，如果是給自己功能模塊通訊的命令就接收下來(lái)，通知自己模塊的相應(yīng)單片機(jī)完成相應(yīng)的動(dòng)作(電機(jī)、電磁閥、傳感器等執(zhí)行元件)，并由相應(yīng)的單片機(jī)通過(guò)自己模塊的管理單片機(jī)向上位機(jī)發(fā)送反饋命令。如果不是自己模塊單元的命令就不做任何處理，這樣可以避免執(zhí)行cpu受其它c(diǎn)pu運(yùn)行命令的干擾。本控制系統(tǒng)中用到的FRAM屬于掉電非易失RAM，也就是說(shuō)整個(gè)系統(tǒng)掉電后FRAM中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，也就是說(shuō)FRAM及具有SRAM的速度，又具有EEPROM的掉電非易失特性。這對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)既保證了運(yùn)動(dòng)的及時(shí)性，又可防止由于突然斷電等原因造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失。


圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)框圖。圖2是本實(shí)用新型上位機(jī)向上料部發(fā)送參數(shù)命令流程圖。圖3是本實(shí)用新型上位機(jī)向上料發(fā)送調(diào)試命令控制流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型并不局限于具體實(shí)施例。
實(shí)施例如圖1所示的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)和下位機(jī)，下位機(jī)主控部分由各個(gè)工序模塊構(gòu)成，工序模塊與上位機(jī)分別信號(hào)通訊連接，工序模塊之間按工序先后依次信號(hào)通訊連接，上位機(jī)具有參數(shù)保存、下載、界面管理、調(diào)試功能模塊，上位機(jī)保存的參數(shù)通過(guò)485總線下發(fā)給各工序模塊，每個(gè)工序模塊內(nèi)帶有管理濾波單位機(jī)，解析信號(hào)并接收本模塊信號(hào)和發(fā)送運(yùn)行指令，上位機(jī)不參與運(yùn)行。其中上位機(jī)主要負(fù)責(zé)參數(shù)保存、下載、界面管理、調(diào)試等功能。在系統(tǒng)剛開機(jī)時(shí)候?qū)⑸衔粰C(jī)保存的參數(shù)通過(guò)485總線1下發(fā)給上料部、搬運(yùn)部和下料部等功能模塊，調(diào)試時(shí)候完成對(duì)各個(gè)功能模塊的輸入輸出的測(cè)試，電機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的修改等功能。在機(jī)器平時(shí)動(dòng)作時(shí)候，上位機(jī)是不會(huì)參與運(yùn)行的，只有在出現(xiàn)故障報(bào)警等異常情況下通過(guò)上位機(jī)來(lái)查看是哪里出現(xiàn)問(wèn)題。這樣就保證了各個(gè)子模塊平時(shí)的正常工作不受上位機(jī)的干擾，提高了整個(gè)系統(tǒng)的高速和穩(wěn)定運(yùn)行。其中下位機(jī)主控部分分為3個(gè)模塊上料模塊、搬運(yùn)模塊和下料模塊，共由8個(gè)單片機(jī)組成，其中上料模塊由單片機(jī)1和單片機(jī)2控制，下料模塊由單片機(jī)3和單片機(jī)4控制， 搬運(yùn)模塊由單片機(jī)5、6、7、8聯(lián)合控制，各單片機(jī)具有雙串口，晶振頻率可高達(dá)45M HZ,并且是單周期指令。控制系統(tǒng)中485總線共有6路，其中上位機(jī)、單片機(jī)1的串口 1、單片機(jī)3的串口 1和單片機(jī)5的串口 1掛接在485總線1上面。單片機(jī)1的串口 2和單片機(jī)2的串口 2掛接在485總線2上。單片機(jī)3的串口 2和單片機(jī)4的串口 2掛接在485總線3上。單片機(jī)5的串口 2、單片機(jī)6的串口 2、單片機(jī)7的串口 2和單片機(jī)8的串口 2掛接在485總線4上面。單片機(jī)2的串口 1和單片機(jī)6的串口 1掛接在485總線5上。單片機(jī)4的串口 1和單片機(jī)7的串口 1掛接在485總線6上。本控制系統(tǒng)中每個(gè)模塊內(nèi)部有一個(gè)管理濾波單片機(jī)，負(fù)責(zé)解析和轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)發(fā)來(lái)的485命令，如果是給自己功能模塊通訊的命令就接收下來(lái)，通知自己模塊的相應(yīng)單片機(jī)完成相應(yīng)的動(dòng)作(電機(jī)、電磁閥、傳感器等執(zhí)行元件)，并由相應(yīng)的單片機(jī)通過(guò)自己模塊的管理單片機(jī)向上位機(jī)發(fā)送反饋命令。如果不是自己模塊單元的命令就不做任何處理，這樣可以避免執(zhí)行cpu受其它c(diǎn)pu運(yùn)行命令的干擾。本系統(tǒng)的各個(gè)模塊內(nèi)部是通過(guò)共享FRAM和模塊內(nèi)485通訊兩種的方式來(lái)進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)交換的。工作時(shí)，上位機(jī)發(fā)送參數(shù)給上料模塊流程如圖2所示上位機(jī)如果想發(fā)送參數(shù)給上料部，并且這個(gè)動(dòng)作的執(zhí)行是由單片機(jī)2來(lái)完成的，上位機(jī)就通過(guò)485總線1發(fā)一條命令給單片機(jī)1，單片機(jī)1接收到命令之后將數(shù)據(jù)保存到FRAM里面，然后通過(guò)中斷方式告知單片機(jī)2，單片機(jī)2通過(guò)讀FRAM里面相應(yīng)地址里的數(shù)就可以更新參數(shù)了。上位機(jī)向上料發(fā)送調(diào)試命令流程如圖3所示如果上位機(jī)想單步調(diào)試上料部的動(dòng)作，并且該動(dòng)作的執(zhí)行者是單片機(jī)2，上位機(jī)就通過(guò)485總線1發(fā)送命令，單片機(jī)1接收到命令之后通過(guò)485總線2或者共享FRAM方式轉(zhuǎn)發(fā)給單片機(jī)2，單片機(jī)2接收到命令后進(jìn)行相應(yīng)地動(dòng)作，動(dòng)作完成后通過(guò)485總線2或者共享FRAM方式給單片機(jī)1 一個(gè)反饋信號(hào)，單片機(jī)1再通過(guò)485總線1給上位機(jī)一個(gè)反饋。各個(gè)模塊之間也是通過(guò)485總線進(jìn)行通訊的，其中上料部完成動(dòng)作后給搬運(yùn)部之間的通訊是通過(guò)485總線5來(lái)完成，搬運(yùn)部動(dòng)作完成后與下料部之間的通訊是通過(guò)485總線6來(lái)完成。搬運(yùn)部與上料部的通訊機(jī)理也一樣，只不過(guò)是執(zhí)行的單片機(jī)多了 2個(gè)。下料部通訊機(jī)理與上料部相同。
權(quán)利要求1.運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)和下位機(jī)，其特征是下位機(jī)主控部分由各個(gè)工序模塊構(gòu)成，工序模塊與上位機(jī)分別信號(hào)通訊連接，工序模塊之間按工序先后依次信號(hào)通訊連接， 上位機(jī)具有參數(shù)保存、下載、界面管理、調(diào)試功能模塊，上位機(jī)保存的參數(shù)通過(guò)485總線下發(fā)給各工序模塊，每個(gè)工序模塊內(nèi)帶有管理濾波單位機(jī)，解析信號(hào)并接收本模塊信號(hào)和發(fā)送運(yùn)行指令，上位機(jī)不參與運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是所述上位機(jī)采用的是工控機(jī)，主要作用是做界面管理和與下位機(jī)通過(guò)485總線進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換，上位機(jī)具有參數(shù)保存、 下載、界面管理、調(diào)試功能模塊，上位機(jī)保存模塊的參數(shù)通過(guò)485總線下發(fā)給各工序模塊， 調(diào)試模塊對(duì)各個(gè)功能模塊的輸入輸出進(jìn)行測(cè)試，對(duì)電機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行修改；運(yùn)行時(shí)上位機(jī)不參與運(yùn)行，只有在出現(xiàn)故障報(bào)警等異常情況下，上位機(jī)進(jìn)行查錯(cuò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)為上下料傳輸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，工序模塊由上料模塊、搬動(dòng)模塊和下料模塊構(gòu)成，其中上料模塊由單片機(jī)1 和單片機(jī)2控制，下料模塊由單片機(jī)3和單片機(jī)4控制，搬運(yùn)模塊由四個(gè)單片機(jī)5、6、7、8聯(lián)合控制，各單片機(jī)具有雙串口，晶振頻率可高達(dá)45M HZ,并且是單周期指令。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是控制系統(tǒng)中485總線共有6路，其中上位機(jī)、單片機(jī)1的串口 1、單片機(jī)3的串口 1和單片機(jī)5的串口 1掛接在485總線1上； 單片機(jī)1的串口 2和單片機(jī)2的串口 2掛接在485總線2上；單片機(jī)3的串口 2和單片機(jī) 4的串口 2掛接在485總線3上；單片機(jī)5的串口 2、單片機(jī)6的串口 2、單片機(jī)7的串口 2 和單片機(jī)8的串口 2掛接在485總線4上面；單片機(jī)2的串口 1和單片機(jī)6的串口 1掛接在485總線5上；單片機(jī)4的串口 1和單片機(jī)7的串口 1掛接在485總線6上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是各工序模塊內(nèi)部是通過(guò)共享FRAM 或模塊內(nèi)485通訊兩種的方式來(lái)進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)交換的。
專利摘要本實(shí)用新型涉及運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)和下位機(jī)，下位機(jī)主控部分由各個(gè)工序模塊構(gòu)成，工序模塊與上位機(jī)分別信號(hào)通訊連接，工序模塊之間按工序先后依次信號(hào)通訊連接，上位機(jī)具有參數(shù)保存、下載、界面管理、調(diào)試功能模塊，上位機(jī)保存的參數(shù)通過(guò)485總線下發(fā)給各工序模塊，每個(gè)工序模塊內(nèi)帶有管理濾波單位機(jī)，解析信號(hào)并接收本模塊信號(hào)和發(fā)送運(yùn)行指令，上位機(jī)不參與運(yùn)行。本實(shí)用新型采用多個(gè)單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，一可以大大減少運(yùn)動(dòng)控制的成本，二可以減小主控芯片的負(fù)擔(dān)，三可以減少程序的復(fù)雜程度，四可以更明確的進(jìn)行分工利于項(xiàng)目的管理，五可以具有更高的自主權(quán)，方便自己控制系統(tǒng)的改進(jìn)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202058015SQ201120008240
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者王云峰 申請(qǐng)人:大連佳峰電子有限公司