專利名稱：運動控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及運動控制領域，尤其涉及一種運動控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術：
目前的運動控制系統(tǒng)基本上都是基于x86，DSP+FPGA，ARM+FPGA等架構(gòu)進行運動控制的。這就要求對運動控制的算法等有比較深刻的理解，并且基于此類的運動控制卡， PLC等控制系統(tǒng)的通用性太強，這就必然造成成本的升高和對某些專用性能的降低。并且如果用這些控制器來架構(gòu)自己的控制系統(tǒng)，有許多地方要受到這些運動控制卡和PLC等運動控制器的制約，自己能夠靈活配置使用的方便性大打折扣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對運動控制卡和PLC等運動控制器以上的不足之處，提供一種運動控制系統(tǒng)，大大減少運動控制的成本，減小主控芯片的負擔，減少程序的復雜程度。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案如下運動控制系統(tǒng)，包括上位機和下位機，下位機主控部分由各個工序模塊構(gòu)成，工序模塊與上位機分別信號通訊連接，工序模塊之間按工序先后依次信號通訊連接，上位機具有參數(shù)保存、下載、界面管理、調(diào)試功能模塊，上位機保存的參數(shù)通過485總線下發(fā)給各工序模塊，每個工序模塊內(nèi)帶有管理濾波單位機，解析信號并接收本模塊信號和發(fā)送運行指令，上位機不參與運行。所述上位機采用的是工控機，主要作用是做界面管理和與下位機通過485總線進行通信和數(shù)據(jù)交換，上位機具有參數(shù)保存、下載、界面管理、調(diào)試功能模塊，上位機保存模塊的參數(shù)通過485總線下發(fā)給各工序模塊，調(diào)試模塊對各個功能模塊的輸入輸出進行測試， 對電機運動參數(shù)進行修改；運行時上位機不參與運行，只有在出現(xiàn)故障報警等異常情況下， 上位機進行查錯。所述運動控制系統(tǒng)為上下料傳輸運動控制系統(tǒng)，工序模塊由上料模塊、搬運模塊和下料模塊構(gòu)成，其中上料模塊由單片機1和單片機2控制，下料模塊由單片機3和單片機 4控制，搬運模塊由四個單片機5、6、7、8聯(lián)合控制，各單片機具有雙串口，晶振頻率可高達 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、單片機1的串口 1、單片機3的串口 1和單片機5的串口 1掛接在485總線1上；單片機1的串口 2和單片機2的串口 2掛接在485總線2上；單片機3的串口 2和單片機4的串口 2掛接在485總線3上；單片機5 的串口 2、單片機6的串口 2、單片機7的串口 2和單片機8的串口 2掛接在485總線4上面；單片機2的串口 1和單片機6的串口 1掛接在485總線5上；單片機4的串口 1和單片機7的串口 1掛接在485總線6上。所述各工序模塊內(nèi)部是通過共享FRAM和模塊內(nèi)485通訊兩種的方式來進行通訊和數(shù)據(jù)交換的。本發(fā)明采用多個單片機進行運動控制，一可以大大減少運動控制的成本，二可以
3減小主控芯片的負擔，三可以減少程序的復雜程度，四可以更明確的進行分工利于項目的管理，五可以具有更高的自主權(quán)，方便自己控制系統(tǒng)的改進。具體分析如下
其中上位機主要負責參數(shù)保存、下載、界面管理、調(diào)試等功能。在機器平時動作時候，上位機是不會參與運行的，只有在出現(xiàn)故障報警等異常情況下通過上位機來查看是哪里出現(xiàn)問題。這樣就保證了各個子模塊平時的正常工作不受上位機的干擾，提高了整個系統(tǒng)的高速和穩(wěn)定運行。 其中下位機由多個單片機共同執(zhí)行，每個模塊內(nèi)部有一個管理濾波單片機，負責解析和轉(zhuǎn)達上位機發(fā)來的485命令，如果是給自己功能模塊通訊的命令就接收下來，通知自己模塊的相應單片機完成相應的動作(電機、電磁閥、傳感器等執(zhí)行元件)，并由相應的單片機通過自己模塊的管理單片機向上位機發(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cpu運行命令的干擾。
本控制系統(tǒng)中用到的FRAM屬于掉電非易失RAM，也就是說整個系統(tǒng)掉電后FRAM中的數(shù)據(jù)不會丟失，也就是說FRAM及具有SRAM的速度，又具有EEPROM的掉電非易失特性。這對運動控制系統(tǒng)來說既保證了運動的及時性，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是本發(fā)明系統(tǒng)框圖。圖2是本發(fā)明上位機向上料部發(fā)送參數(shù)命令流程圖。圖3是本發(fā)明上位機向上料發(fā)送調(diào)試命令控制流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明并不局限于具體實施例。
實施例如圖1所示的運動控制系統(tǒng)，包括上位機和下位機，下位機主控部分由各個工序模塊構(gòu)成，工序模塊與上位機分別信號通訊連接，工序模塊之間按工序先后依次信號通訊連接，上位機具有參數(shù)保存、下載、界面管理、調(diào)試功能模塊，上位機保存的參數(shù)通過485總線下發(fā)給各工序模塊，每個工序模塊內(nèi)帶有管理濾波單位機，解析信號并接收本模塊信號和發(fā)送運行指令，上位機不參與運行。其中上位機主要負責參數(shù)保存、下載、界面管理、調(diào)試等功能。在系統(tǒng)剛開機時候?qū)⑸衔粰C保存的參數(shù)通過485總線1下發(fā)給上料部、搬運部和下料部等功能模塊，調(diào)試時候完成對各個功能模塊的輸入輸出的測試，電機運動參數(shù)的修改等功能。在機器平時動作時候，上位機是不會參與運行的，只有在出現(xiàn)故障報警等異常情況下通過上位機來查看是哪里出現(xiàn)問題。這樣就保證了各個子模塊平時的正常工作不受上位機的干擾，提高了整個系統(tǒng)的高速和穩(wěn)定運行。其中下位機主控部分分為3個模塊上料模塊、搬運模塊和下料模塊，共由8個單片機組成，其中上料模塊由單片機1和單片機2控制，下料模塊由單片機3和單片機4控制， 搬運模塊由單片機5、6、7、8聯(lián)合控制，各單片機具有雙串口，晶振頻率可高達45M HZ,并且是單周期指令?？刂葡到y(tǒng)中485總線共有6路，其中上位機、單片機1的串口 1、單片機3的
4串口 1和單片機5的串口 1掛接在485總線1上面。單片機1的串口 2和單片機2的串口 2掛接在485總線2上。單片機3的串口 2和單片機4的串口 2掛接在485總線3上。單片機5的串口 2、單片機6的串口 2、單片機7的串口 2和單片機8的串口 2掛接在485總線4上面。單片機2的串口 1和單片機6的串口 1掛接在485總線5上。單片機4的串口 1和單片機7的串口 1掛接在485總線6上。本控制系統(tǒng)中每個模塊內(nèi)部有一個管理濾波單片機，負責解析和轉(zhuǎn)達上位機發(fā)來的485命令，如果是給自己功能模塊通訊的命令就接收下來，通知自己模塊的相應單片機完成相應的動作(電機、電磁閥、傳感器等執(zhí)行元件)，并由相應的單片機通過自己模塊的管理單片機向上位機發(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cpu運行命令的干擾。本系統(tǒng)的各個模塊內(nèi)部是通過共享FRAM和模塊內(nèi)485通訊兩種的方式來進行通訊和數(shù)據(jù)交換的。工作時，上位機發(fā)送參數(shù)給上料模塊流程如圖2所示上位機如果想發(fā)送參數(shù)給上料部，并且這個動作的執(zhí)行是由單片機2來完成的，上位機就通過485總線1發(fā)一條命令給單片機1，單片機1接收到命令之后將數(shù)據(jù)保存到FRAM里面，然后通過中斷方式告知單片機2，單片機2通過讀FRAM里面相應地址里的數(shù)就可以更新參數(shù)了。上位機向上料發(fā)送調(diào)試命令流程如圖3所示如果上位機想單步調(diào)試上料部的動作，并且該動作的執(zhí)行者是單片機2，上位機就通過485總線1發(fā)送命令，單片機1接收到命令之后通過485總線2或者共享FRAM方式轉(zhuǎn)發(fā)給單片機2，單片機2接收到命令后進行相應地動作，動作完成后通過485總線2或者共享FRAM方式給單片機1 一個反饋信號，單片機1再通過485總線1給上位機一個反饋。各個模塊之間也是通過485總線進行通訊的，其中上料部完成動作后給搬運部之間的通訊是通過485總線5來完成，搬運部動作完成后與下料部之間的通訊是通過485總線6來完成。搬運部與上料部的通訊機理也一樣，只不過是執(zhí)行的單片機多了 2個。下料部通訊機理與上料部相同。
權(quán)利要求
1.運動控制系統(tǒng)，包括上位機和下位機，其特征是下位機主控部分由各個工序模塊構(gòu)成，工序模塊與上位機分別信號通訊連接，工序模塊之間按工序先后依次信號通訊連接， 上位機具有參數(shù)保存、下載、界面管理、調(diào)試功能模塊，上位機保存的參數(shù)通過485總線下發(fā)給各工序模塊，每個工序模塊內(nèi)帶有管理濾波單位機，解析信號并接收本模塊信號和發(fā)送運行指令，上位機不參與運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動控制系統(tǒng)，其特征是所述上位機采用的是工控機，主要作用是做界面管理和與下位機通過485總線進行通信和數(shù)據(jù)交換，上位機具有參數(shù)保存、 下載、界面管理、調(diào)試功能模塊，上位機保存模塊的參數(shù)通過485總線下發(fā)給各工序模塊， 調(diào)試模塊對各個功能模塊的輸入輸出進行測試，對電機運動參數(shù)進行修改；運行時上位機不參與運行，只有在出現(xiàn)故障報警等異常情況下，上位機進行查錯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的運動控制系統(tǒng)，其特征是運動控制系統(tǒng)為上下料傳輸運動控制系統(tǒng)，工序模塊由上料模塊、搬動模塊和下料模塊構(gòu)成，其中上料模塊由單片機1 和單片機2控制，下料模塊由單片機3和單片機4控制，搬運模塊由四個單片機5、6、7、8聯(lián)合控制，各單片機具有雙串口，晶振頻率可高達45M HZ,并且是單周期指令。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的運動控制系統(tǒng)，其特征是控制系統(tǒng)中485總線共有6路，其中上位機、單片機1的串口 1、單片機3的串口 1和單片機5的串口 1掛接在485總線1上； 單片機1的串口 2和單片機2的串口 2掛接在485總線2上；單片機3的串口 2和單片機 4的串口 2掛接在485總線3上；單片機5的串口 2、單片機6的串口 2、單片機7的串口 2 和單片機8的串口 2掛接在485總線4上面；單片機2的串口 1和單片機6的串口 1掛接在485總線5上；單片機4的串口 1和單片機7的串口 1掛接在485總線6上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的運動控制系統(tǒng)，其特征是各工序模塊內(nèi)部是通過共享 FRAM或模塊內(nèi)485通訊兩種的方式來進行通訊和數(shù)據(jù)交換的。
全文摘要
本發(fā)明涉及運動控制領域。運動控制系統(tǒng)，包括上位機和下位機，下位機主控部分由各個工序模塊構(gòu)成，工序模塊與上位機分別信號通訊連接，工序模塊之間按工序先后依次信號通訊連接，上位機具有參數(shù)保存、下載、界面管理、調(diào)試功能模塊，上位機保存的參數(shù)通過485總線下發(fā)給各工序模塊，每個工序模塊內(nèi)帶有管理濾波單位機，解析信號并接收本模塊信號和發(fā)送運行指令，上位機不參與運行。本發(fā)明采用多個單片機進行運動控制，一可以大大減少運動控制的成本，二可以減小主控芯片的負擔，三可以減少程序的復雜程度，四可以更明確的進行分工利于項目的管理，五可以具有更高的自主權(quán)，方便自己控制系統(tǒng)的改進。
文檔編號G05B19/418GK102193533SQ20111000580
公開日2011年9月21日 申請日期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 申請人:大連佳峰電子有限公司