Can現場總線結構區域網式的智能自動化步進控制裝置的製作方法

2023-08-06 06:26:31

專利名稱：Can現場總線結構區域網式的智能自動化步進控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種步進控制系統，尤其涉及該步進控制系統的控制裝置。
背景技術：
步進電機可以簡單地定義為根據輸入的脈衝信號，每改變一次勵磁狀態就前進一定角度，如不改變勵磁狀態則保持一定位置而靜止的電機。步進電機的機理是基於最基本的電磁鐵作用。步進電機、步進驅動器、控制器構成自動化(步進)控制系統的不可分割的三大部分，是機電一體化的典型實用方案之一。其系統框圖如圖I所示，其中控制單元是上位控制，步進驅動器是運動控制單元，步進電機是運動執行機構，機械運動機構是運動、執行機構。隨著近十年來電子控制系統的飛速發展，自動化(步進)控制系統已滲透至數字控制的各個領域，特別是在OA機器(Office Automation)、FA機器(Factory Automation)及計算機外部設備等許多不同的領域中廣泛應用。但是在同一臺機器(設備)中需要有不同方向和同方向並列有N項的機械運動時，需有N組步進控制系統共同控制其機械運動，以達到其自動化工作的目的。其系統框圖如圖2所示。由此可見，該方案中共計有N個獨立控制器，協同其配合動作完成整機的複雜工作是極其困難，N個控制器的存在導致其成本過於聞昂。

發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供了一種CAN現場總線結構區域網式的智能自動化步進控制裝置，旨在解決上述的問題。為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的本發明包括N個步進控制系統；所述的每個步進控制系統包括一個步進驅動器和一個步進電機；還包括一個上位控制單元；所述的上位控制單元與CAN通訊接口相連；所述的CAN通訊接口與每個步進控制系統及在線式操作器中的CAN通訊接口相連。與現有技術相比，本發明的有益效果是由於採用CAN現場總線作為通訊單元，構建了低成本的區域網式智能自動化(步進)控制裝置，實現對幾十組至最高的110組智能自動化(步進)控制系統的運動控制及查詢狀態的管控工作；CAN現場總線所具有的通訊靈活以及極強的抗幹擾能力，保障了整個系統工作的穩定性和高可靠性，滿足了 FA機器的功能複合化和實時監控的新需求。


圖I是單個步進控制系統的原理框圖。圖2是現有技術中多個並列步進控制系統的原理框圖。圖3是本發明的模塊圖。
具體實施例方式下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述由圖3可見本發明包括N個步進控制系統；所述的每個步進控制系統包括一個步進驅動器和一個步進電機；還包括一個上位控制單元；所述的上位控制單元與CAN通訊接口相連；所述的CAN通訊接口與每個步進控制系統及在線式操作器中的CAN通訊接口相連。本發明中採用現有技術的CAN現場總線及CAN通訊接口 CAN現場總線具有非破壞性總線仲裁技術，保持CAN現場總線傳輸狀態正常；網絡上的節點可達110個；現場總線通信格式採用短幀格式，每幀信息都有CRC校驗及其他檢錯措施，保證數據通信的可靠性；節點有能力識別永久性故障和暫時擾動，可自動關閉故障節點，抗幹擾性好。CAN現場總線是從汽車行業發展而來的總線通訊技術，是目前所有總線通 訊技術中抗幹擾性能最好的之一，因而非常適合工廠過程控制的特別需要。CAN通訊接口是通訊驅動器和接收器電特性模態的轉換功能的專用集成電路，是CAN總線與微處理器(CPU)單元間的橋梁。傳輸速率與CAN總線的通訊速率相匹配。CAN通訊接口專用集成電路被植入手持式控制器或智能化步進電機驅動器內，以更於互相連接的要求很便捷地得到滿足。智能自動化(步進)控制系統是由智能化步進驅動器和帶編碼器的步進電機組成，由於智能化步進驅動器內部具有八位低功耗的CMOS微處理器(CPU)作為信息處理中心，疊加傳感和內部採樣功能，有了實現運動功能控制、補償計算、參數修改、報警、顯示、監控、優化及控管一體化的綜合自動化功能的基礎。採用現有技術的在線式操作器是一個可單手握牢，單手操作的操作器；具有十六位按鍵作為輸入界面；有一個2英時大的液晶顯示屏作為顯示指令和各節點運動狀態的界面；核心是個八位低功耗的CMOS微處理器(CPU)。它能通過按鍵功能和液晶顯示屏組成的人機對話界面，經過內置的CAN通訊接口，把要求的工作指令不經過控制單元直接發送至指定位置的智能化步進電機系統的內置微處理器上，指揮該位置的智能化步進電機系統進行運動並查詢運動變化的參數在液晶顯示屏上實時顯示。它對使用人員的技能要求不高，非常適合FA機器工程師進行設備維護時就近調試或者是操作員工就近調整生產狀態工作。本發明通過一個CAN通信接口與FA機器的主控制單元直接聯接，實現對幾十組至最高的110組智能自動化(步進)控制系統的運動控制及查詢狀態的管控工作；由於採用CAN現場總線作為通訊單元，CAN現場總線所具有的通訊靈活以及極強的抗幹擾能力，保障了整個系統工作的穩定性和高可靠性，滿足了 FA機器的功能複合化和實時監控的新需求。
權利要求
1 一種CAN現場總線結構區域網式的智能自動化步進控制裝置，包括N個步進控制系統；所述的每個步進控制系統包括一個步進驅動器和一個步進電機；其特徵在於還包括一個上位控制單元；所述的上位控制單元與CAN通訊接口相連；所述的CAN通訊接口與每個步進控制系統及在線式操作器中的 CAN通訊接口相連。
全文摘要
本發明涉及一種CAN現場總線結構區域網式的智能自動化步進控制裝置，包括N個步進控制系統；所述的每個步進控制系統包括一個步進驅動器和一個步進電機；還包括一個上位控制單元；所述的上位控制單元與CAN通訊接口相連；所述的CAN通訊接口與每個步進控制系統及在線式操作器中的CAN通訊接口相連；本發明的有益效果是由於採用CAN現場總線作為通訊單元，構建了低成本的區域網式系統並實現了運動控制及查詢狀態的管控工作；CAN現場總線所具有的通訊靈活及極強的抗幹擾能力，保障了整個系統工作的穩定性和高可靠性，滿足了FA機器的功能複合化和實時監控的新需求。
文檔編號G05B19/418GK102736573SQ20111009441
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月14日 優先權日2011年4月14日
發明者葉苗康, 蔡建強, 龔蘊萍 申請人:上海斯達普實業有限公司