專利名稱：定位裝置以及使用該定位裝置的plc系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種位置確定裝置，尤其涉及一種被配置為使用在PLC(可編程邏輯控制器)系統(tǒng)中的定位裝置。
背景技術(shù)：
一般而言，應(yīng)用到工廠自動(dòng)化系統(tǒng)的、在PLC的特殊模塊中的位置確定模塊被配直來控制電動(dòng)機(jī)。也就是說，位置確定模塊的一個(gè)必要功能是輸出用于驅(qū)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)器的脈沖。應(yīng)用到許多系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，使得位置確定模塊在PLC系統(tǒng)中起到重要的作用。上述常規(guī)的PLC系統(tǒng)被配置為監(jiān)測(cè)CPU模塊中的位置確定模塊的位置，并且如果當(dāng)前位置達(dá)到預(yù)先確定的位置，則允許輸出模塊激活輸出。此時(shí)，存在的問題是:因?yàn)镃PU模塊從位置確定模塊讀取當(dāng)前位置，所以存在時(shí)間延遲。而且，在判定由CPU模塊從位置確定模塊讀取的當(dāng)前位置是否是同步位置并且將輸出激活指令傳送到輸出模塊的過程中也會(huì)產(chǎn)生時(shí)間延遲問題。而且，因?yàn)樵诔Ｒ?guī)的PLC系統(tǒng)中CPU模塊的掃描時(shí)間和位置確定模塊的控制周期不同，所以在CPU模塊與位置確定模塊之間的數(shù)據(jù)交換時(shí)間上產(chǎn)生隨機(jī)的變化。此外，在將同步時(shí)間發(fā)送到預(yù)定的特定位置的輸出延遲時(shí)間上也產(chǎn)生隨機(jī)的變化。這些現(xiàn)象構(gòu)成有損應(yīng)用有常規(guī)的PLC系統(tǒng)的裝備的精確度的嚴(yán)重問題。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題提供本發(fā)明以解決上述問題并且本發(fā)明提供了一種PLC定位裝置以及使用該定位裝置的PLC系統(tǒng)，其被配置成提高PLC系統(tǒng)相對(duì)于外部設(shè)備的控制精確度，并且通過在預(yù)定的特定位置處直接生成用于精確地激活外部控制的輸出信號(hào)而簡化設(shè)計(jì)和制造，并且穩(wěn)定地可應(yīng)用于各種應(yīng)用和外部設(shè)備。技術(shù)方案在本公開的一個(gè)總體方案中，提供了一種定位裝置，其被配置為能夠應(yīng)用到PLC(可編程邏輯控制器)，所述定位裝置包括:脈沖發(fā)生器，其被配置為在各個(gè)控制周期處生成用于指示控制目標(biāo)的位置的脈沖信號(hào)；以及同步位置輸出發(fā)生器，其被配置為使用所述脈沖信號(hào)確定所述控制目標(biāo)的當(dāng)前位置，并且當(dāng)所述當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)于特定位置時(shí)，實(shí)施同步到相對(duì)于所述控制目標(biāo)的所述特定位置的控制。在本發(fā)明的一些示例中，所述定位裝置可以進(jìn)一步包括:第一控制器，其被配置為確定在各個(gè)控制周期處由所述脈沖發(fā)生器生成的所述脈沖信號(hào)中的脈沖數(shù)量。在本發(fā)明的一些示例中，所述脈沖發(fā)生器可以生成對(duì)應(yīng)于所述脈沖數(shù)量的所述脈沖信號(hào)。
在本發(fā)明的一些示例中，所述同步位置輸出發(fā)生器可以包括:同步位置緩沖器單元，其被配置為存儲(chǔ)所述特定位置的值；脈沖計(jì)數(shù)單元，其被配置為通過所述脈沖信號(hào)對(duì)所述當(dāng)前位置的值進(jìn)行計(jì)數(shù)，以及位置比較器，其被配置為當(dāng)所述特定位置的值與所述當(dāng)前位置的值大致相同時(shí)允許實(shí)施同步到所述特定位置的所述控制。在本發(fā)明的一些示例中，所述同步位置輸出發(fā)生器可以進(jìn)一步包括:接通脈沖發(fā)生器，其被配置為當(dāng)由所述位置比較器判定所述特定位置的值與所述當(dāng)前位置的值大致相同時(shí)生成同步位置輸出信號(hào)以允許實(shí)施同步到所述特定位置的控制。在本發(fā)明的一些示例中，所述同步位置輸出發(fā)生器可以進(jìn)一步包括:輸出延遲寄存器，其被配置為確定所述同步位置輸出信號(hào)的輸出延遲時(shí)間，以及輸出長度寄存器，其被配置為確定所述同 步位置輸出信號(hào)的接通狀態(tài)保持時(shí)間。在本發(fā)明的一些示例中，所述同步位置輸出發(fā)生器可以進(jìn)一步包括:第二控制器，其被配置為生成與所述當(dāng)前位置的值相對(duì)的初始化請(qǐng)求信號(hào)。在本發(fā)明的一些示例中，所述脈沖計(jì)數(shù)單元可以通過接收所述初始化請(qǐng)求信號(hào)來對(duì)所述當(dāng)前位置的值進(jìn)行初始化。在本發(fā)明的一些示例中，所述同步位置輸出發(fā)生器可以進(jìn)一步包括:預(yù)設(shè)位置寄存器，其被配置為存儲(chǔ)初始化值以允許所述脈沖計(jì)數(shù)單元對(duì)所述當(dāng)前位置的值進(jìn)行初始化。在本公開的另一個(gè)總體方案中，提供了一種PLC系統(tǒng)，其使用定位裝置對(duì)外部設(shè)備實(shí)施控制，所述PLC系統(tǒng)包括:電源模塊，其被配置為供應(yīng)電力，以及定位裝置，其由所述供應(yīng)的電力驅(qū)動(dòng)，并且被配置為當(dāng)預(yù)定的控制目標(biāo)的位置對(duì)應(yīng)于特定位置時(shí)實(shí)施對(duì)控制目標(biāo)的特定位置同步控制。在本發(fā)明的一些示例中，所述定位裝置可以包括:脈沖發(fā)生器，其被配置為在控制目標(biāo)的各個(gè)控制周期處生成指示控制目標(biāo)的位置的脈沖信號(hào)；控制器，其被配置為確定在各個(gè)控制周期處生成的所述脈沖信號(hào)中的脈沖數(shù)量；以及同步位置輸出發(fā)生器，其被配置為使用所述脈沖信號(hào)確定所述控制目標(biāo)的當(dāng)前位置，并且當(dāng)所述當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)于特定位置時(shí)，實(shí)施同步到相對(duì)于所述控制目標(biāo)的所述特定位置的控制。在本發(fā)明的一些示例中，所述同步位置輸出發(fā)生器可以包括:同步位置緩沖器單元，其被配置為存儲(chǔ)所述特定位置的值；脈沖計(jì)數(shù)單元，其被配置為通過所述脈沖信號(hào)對(duì)所述當(dāng)前位置的值進(jìn)行計(jì)數(shù)；位置比較器，其被配置為通過比較所述特定位置的值與所述當(dāng)前位置的值來確定何時(shí)所述特定位置的值與所述當(dāng)前位置的值大致相同；以及接通脈沖發(fā)生器，其被配置為當(dāng)判定所述特定位置的值與所述當(dāng)前位置的值大致相同時(shí)生成同步位置輸出信號(hào)以允許實(shí)施同步到所述特定位置的控制。有益效果本公開的示例性實(shí)施例具有的有益效果是:由常規(guī)的PLC系統(tǒng)的CPU模塊通過順序程序?qū)嵤┑牟僮饔啥ㄎ谎b置本身來實(shí)施，以提高PLC系統(tǒng)的控制精確度并且簡化設(shè)計(jì)和制造。本公開的示例性實(shí)施例具有的另一個(gè)有益效果是:允許PLC定位裝置直接生成能夠精確控制外部設(shè)備的輸出信號(hào)，并且允許PLC定位裝置指定輸出延遲時(shí)間和輸出信號(hào)的激活保持時(shí)間，以穩(wěn)定的應(yīng)用到各種應(yīng)用和外部設(shè)備。


圖1是圖示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的PLC系統(tǒng)的框圖。圖2是圖示出在圖1的PLC系統(tǒng)中的位置確定模塊的詳細(xì)框圖。圖3是圖示出圖1的PLC系統(tǒng)的CPU模塊、位置確定模塊以及輸出模塊的操作定時(shí)的示意圖。圖4是圖示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的PLC定位裝置的框圖。圖5是圖示出根據(jù)本公開的PLC位置確定方法的流程圖。圖6是圖示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的圖4的同步位置輸出發(fā)生器的詳細(xì)框圖。圖7是圖示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的圖6的接通脈沖發(fā)生器的操作的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖更加完整地描述各種示例性實(shí)施例，附圖中示出一些示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明構(gòu)思可以以許多不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)被解釋為局限于此處所列舉的示例性實(shí)施例。相反，所描述的方案旨在囊括落入本公開的范圍和新穎構(gòu)思之內(nèi)的所有這樣的變化、改進(jìn)以及變型。應(yīng)理解的是，盡管此 處可以使用術(shù)語第一、第二、第三等來描述不同的元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語只是用于將一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分進(jìn)行區(qū)分。因此，下面所論述的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分，而不會(huì)偏離本發(fā)明構(gòu)思的教導(dǎo)。應(yīng)理解的是，當(dāng)提及一個(gè)元件或者層“在…上”、“連接到”或者“聯(lián)結(jié)到”另一個(gè)元件或者層時(shí)，其可以是直接在…上、連接到或者聯(lián)結(jié)到其他元件或者層，或者也可以存在介入元件或者層。相反，當(dāng)提及一個(gè)元件“直接在…上”、“直接連接到”或者“直接聯(lián)結(jié)到”另一個(gè)元件或者層時(shí),則不存在介入元件或者層。全文中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。如此處所使用的，單數(shù)形式的“一(a、an)”和“這個(gè)(the)”意圖也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外明確地指出。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包括(comprise)”時(shí)，其明確指明了所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一個(gè)以上其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或者附加。下面，將首先參照

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的PLC位置確定裝置，接著，將詳細(xì)描述本公開的示例性實(shí)施例。圖1是圖不出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的PLC系統(tǒng)的框圖。參照?qǐng)D1，常規(guī)的PLC系統(tǒng)100包括電源模塊110、CPU模塊120、位置確定模塊130、輸出模塊140和其他模塊150。PLC (可編程邏輯控制器)是能夠使用微處理器通過程序來實(shí)施對(duì)各種常規(guī)的繼電器、定時(shí)器以及計(jì)數(shù)器的控制功能的集成設(shè)備。NEMA (美國電氣制造商協(xié)會(huì))將PLC系統(tǒng)定義為“通過數(shù)字或者模擬輸入/輸出模塊使用可編程存儲(chǔ)器并且對(duì)用于執(zhí)行諸如邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)以及運(yùn)算的特定功能的各種類型的機(jī)器以及工藝過程進(jìn)行控制的數(shù)字計(jì)算機(jī)”。此外，PLC還能夠?qū)嵤╉樞蚩刂?、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、適應(yīng)性運(yùn)算以及數(shù)據(jù)處理，并且與現(xiàn)有的繼電器相比在控制的可靠性上較好。PLC還能夠容易地校正或者改變控制內(nèi)容。PLC廣泛用于包括過程控制設(shè)備的各種自動(dòng)化系統(tǒng)，并且由于其可以與計(jì)算機(jī)通信，所以尤其在CIM (計(jì)算機(jī)集成制造)的構(gòu)建中是不可或缺的關(guān)鍵元件。圖2是圖示出在圖1的PLC系統(tǒng)中的位置確定模塊的詳細(xì)框圖。參照?qǐng)D2，常規(guī)的位置確定模塊130包括MPU (微處理器單元)131、PLC接口單元132、RAM133、R0M134、脈沖發(fā)生器136、絕緣電路137以及輸入/輸出連接器138。MPU131負(fù)責(zé)對(duì)位置確定模塊的整體控制，PLC接口單元132的功能為與PLC系統(tǒng)的CPU模塊120實(shí)施數(shù)據(jù)交換。一般而言，脈沖輸出類型位置確定模塊通過FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)或者ASIC (專用集成電路)135實(shí)現(xiàn)脈沖發(fā)生器136。由脈沖發(fā)生器136生成的脈沖通過絕緣電路137和輸入/輸出連接器138輸出到伺服驅(qū)動(dòng)器。如上所述，通過安裝到PLC系統(tǒng)100上，位置確定模塊130運(yùn)行的一個(gè)必要功能是輸出用于驅(qū)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)器的脈沖。位置確定模塊130配置有用于驅(qū)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)器的位置確定數(shù)據(jù)(目標(biāo)位置、目標(biāo)速度、加速/減速時(shí)間)。PLC系統(tǒng)的CPU模塊120基于位置確定模塊130的位置確定數(shù)據(jù)、特定位置或者速度執(zhí)行開始指令。位置確定模塊130從CPU模塊120接收開始指令以生成脈沖，并且將在各個(gè)控制周期中輸出的位置值傳送到CPU模塊120。CPU模塊120保持對(duì)于當(dāng)前輸出的位置確定單元130的位置值的監(jiān)測(cè)并且當(dāng)達(dá)到預(yù)定位置時(shí)驅(qū)動(dòng)輸出模塊140，并且根據(jù)應(yīng)用來實(shí)施對(duì)包括切割、運(yùn)送以及液壓控制的外部設(shè)備160的順序運(yùn)行控制。然而，因?yàn)榧词乖赑LC系統(tǒng)100的掃描時(shí)間、位置確定單元130的控制周期以及傳送數(shù)據(jù)到輸出模塊140的時(shí)間不正確地匹配的情況下，CPU模塊120也從位置確定單元130檢查特定位置并且輸出到輸出模塊140，所以產(chǎn)生有不固定的延遲時(shí)間而難以精確控制外部設(shè)備160。圖3是圖示出圖1的PLC系統(tǒng)的CPU模塊、位置確定模塊以及輸出模塊的操作定時(shí)的示意圖。參照?qǐng)D3，通過準(zhǔn)備順序程序來運(yùn)行PLC系統(tǒng)100的CPU模塊120。一般而言，當(dāng)運(yùn)行順序程序時(shí)的時(shí)間被稱為掃描時(shí)間U。掃描時(shí)間11響應(yīng)于程序具有可變周期或者預(yù)定周期。CPU模塊120在一個(gè)掃描時(shí)間11內(nèi)執(zhí)行對(duì)位置確定模塊130的數(shù)據(jù)寫入以及執(zhí)行從位置確定模塊130讀出數(shù)據(jù)的位置確定模塊數(shù)據(jù)交換12。位置確定模塊130 —般以預(yù)定的控制周期13運(yùn)行。位置確定模塊130在每個(gè)控制周期13處傳送待輸出到脈沖發(fā)生器136的脈沖數(shù)量。位置確定模塊130在每一個(gè)控制周期13處實(shí)施位置確定模塊狀態(tài)寫入14，在狀態(tài)寫入14中，將其他位置確定模塊的當(dāng)前輸 出位置、速度和狀態(tài)傳送到CPU模塊120。CPU模塊120能夠在實(shí)施了位置確定模塊狀態(tài)寫入14之后通過位置確定模塊數(shù)據(jù)交換12來讀取位置確定模塊130的數(shù)據(jù)15。CPU模塊120的順序程序響應(yīng)于程序條件16而傳送激活輸出到輸出模塊140的指令。如上所述，使用位置確定模塊130的PLC系統(tǒng)100從位置確定模塊130監(jiān)測(cè)當(dāng)前位置，并且如果當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)于特定位置則激活輸出到輸出模塊140，從而控制外部設(shè)備160。然而，此時(shí)，在由CPU模塊120從位置確定模塊130實(shí)施當(dāng)前位置寫入15中產(chǎn)生有時(shí)間延遲。而且，由于要判定由CPU模塊120從位置確定模塊130讀取的位置是否為能夠?qū)嵤┛刂频耐轿恢茫趥魉洼敵黾せ钪噶畹捷敵瞿K140中也產(chǎn)生了時(shí)間延遲。此外，產(chǎn)生了這樣的問題:因?yàn)镃PU模塊120的掃描時(shí)間11和位置確定模塊130的控制周期互不相同，所以在每個(gè)時(shí)間處，由位置確定模塊130實(shí)施狀態(tài)寫入14的時(shí)間和由CPU模塊120實(shí)施位置確定模塊數(shù)據(jù)交換12的時(shí)間是不同的。于是，由CPU模塊120通過順序程序來實(shí)施位置比較的時(shí)間變得不穩(wěn)定，并且當(dāng)同步到特定位置的輸出也變得不穩(wěn)定時(shí)，產(chǎn)生了輸出延遲時(shí)間17。這些問題成為有損控制外部設(shè)備160的精確性的重要因素。圖4是圖示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的PLC定位裝置的框圖，并且圖5是圖示出根據(jù)本公開的PLC位置確定方法的流程圖。

參照?qǐng)D4和圖5，PLC確定裝置400包括脈沖發(fā)生器452和同步位置輸出發(fā)生器454。而且，PLC確定裝置400包括:MPU410，其控制PLC定位裝置400的整體運(yùn)行；PLC接口單元420，其實(shí)施與PLC系統(tǒng)的CPU模塊的數(shù)據(jù)交換；可寫數(shù)據(jù)并且可讀數(shù)據(jù)的RAM430 ；可讀數(shù)據(jù)的R0M440 ;絕緣電路460，其用于輸出PLC定位裝置400的輸出信號(hào)；以及輸入/輸出連接器470。根據(jù)本公開的PLC定位裝置400通過從供應(yīng)電力到PLC系統(tǒng)的電源模塊接收電力來受到驅(qū)動(dòng)，并且如果預(yù)定控制目標(biāo)的位置對(duì)應(yīng)于特定位置，則實(shí)施同步到相對(duì)于相關(guān)控制目標(biāo)的特定位置的控制。更具體而言，首先，脈沖發(fā)生器452在每個(gè)控制周期處生成指示控制目標(biāo)的位置的脈沖信號(hào)(S510)。在這種情況下,MPU410可以確定在每個(gè)控制周期處生成的脈沖信號(hào)中的脈沖數(shù)量，并且脈沖發(fā)生器452可以生成對(duì)應(yīng)于該脈沖數(shù)量的脈沖信號(hào)。接著，同步位置輸出發(fā)生器454通過使用脈沖信號(hào)來確定控制目標(biāo)的當(dāng)前位置，并且如果當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)于特定位置，則實(shí)施同步到相對(duì)于控制目標(biāo)的特定位置的控制(S520 S550)。在本公開的示例性實(shí)施例中，PLC定位裝置400可以包括在FPGA450中的、由例如脈沖發(fā)生器452實(shí)現(xiàn)的同步位置輸出發(fā)生器454。也就是說，PLC定位裝置400對(duì)在FPGA450中的控制目標(biāo)的當(dāng)前位置進(jìn)行計(jì)數(shù)(S520)，輸出發(fā)生器454比較當(dāng)前位置和待控制的特定位置(S530，S540)，并且生成同步到特定位置的輸出信號(hào)(S550)。如上所述，在本公開的示例性實(shí)施例中，由PLC的常規(guī)CPU模塊通過順序程序?qū)嵤┑牟僮饔蒔LC定位裝置400本身實(shí)施，由此能夠提高PLC系統(tǒng)對(duì)外部設(shè)備的控制精確度，并且能夠使得設(shè)計(jì)和制造簡便。
圖6是圖示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的圖4的同步位置輸出發(fā)生器的詳細(xì)框圖。
參照?qǐng)D6，同步位置輸出發(fā)生器454包括同步位置緩沖器單元614、脈沖計(jì)數(shù)器620以及位置比較器630。同步位置緩沖器單元614存儲(chǔ)待實(shí)施對(duì)于控制目標(biāo)的控制所基于的特定位置的值。在本公開的示例性實(shí)施例中，同步位置緩沖器單元614可以包括多個(gè)同步位置緩沖器。脈沖計(jì)數(shù)器620使用脈沖信號(hào)對(duì)當(dāng)前位置的值進(jìn)行計(jì)數(shù)(S520)。例如，每當(dāng)輸入由脈沖發(fā)生器452生成的脈沖信號(hào)時(shí)，脈沖計(jì)數(shù)器620就響應(yīng)于輸入的脈沖信號(hào)而增加或者減少輸出的位置值以計(jì)數(shù)當(dāng)前位置的值。而且，位置比較器630比較特定位置的值與當(dāng)前位置的值(S530)并且如果判定這兩個(gè)值大致相同，則實(shí)施對(duì)控制目標(biāo)的控制。在本公開的示例性實(shí)施例中，同步位置輸出發(fā)生器454可以進(jìn)一步包括接通脈沖發(fā)生器640，其中接通脈沖發(fā)生器640可以生成同步位置輸出信號(hào)(S550)，其在由位置比較器630判定當(dāng)前位置的值與特定位置的值大致相同時(shí)用于實(shí)施控制。更具體而言，位置比較器630比較當(dāng)前位置的值(其為由脈沖計(jì)數(shù)器220計(jì)數(shù)的脈沖值)與例如由用戶在同步位置緩沖器單元614處設(shè)置的同步位置緩沖器I的值。如果當(dāng)前位置的值與同步位置緩沖器I的值大致相同，則位置比較器630產(chǎn)生同步位置接通信號(hào)。將同步位置接通信號(hào)輸入進(jìn)接通脈沖發(fā)生器640。在本公開的示例性實(shí)施例中，還可以將同步位置接通信號(hào)輸入同步位置緩沖器單元614，其中如果激活同步位置接通信號(hào)，則同步位置緩沖器單元614將同步位置緩沖器2的值傳送到位置比較器230供下次同步位置的比較使用。在本公開的示例性實(shí)施例中，同步位置輸出單元454可以進(jìn)一步包括輸出延遲寄存器616和輸出長度寄存器618。輸出延遲寄存器616確定同步位置輸出信號(hào)的輸出延遲時(shí)間并且輸出長度寄存器618確定同步位置輸出信號(hào)的接通狀態(tài)(激活狀態(tài))的保持時(shí)間。圖7是圖示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的圖6的接通脈沖發(fā)生器的操作的示意圖。參照?qǐng)D7，在由位置比較器630生成同步位置輸出信號(hào)的情況下，接通脈沖發(fā)生器640在經(jīng)過了由輸出延遲寄存器616所確定的那么長時(shí)間之后激活同步位置輸出信號(hào)。而且，同步位置輸出信號(hào)的接通狀態(tài)被保持由輸出長度寄存器618所確定的那么長時(shí)間，并且然后關(guān)斷。在本公開的示例性實(shí)施例中，設(shè)計(jì)者或者用戶可以預(yù)先設(shè)置輸出延遲寄存器616的輸出延遲時(shí)間以及輸出長度寄存器618的輸出保持時(shí)間。在這種情況下，因?yàn)槟軌螂S意確定在監(jiān)測(cè)到同步位置之后直到產(chǎn)生同步位置輸出信號(hào)的延遲時(shí)間，所以可以根據(jù)應(yīng)用靈活使用。而且，因?yàn)槟軌螂S意確定同步位置輸出的接通狀態(tài)保持時(shí)間，所以能夠?qū)ψR(shí)別同步位置輸出信號(hào)的各種外部設(shè)備160進(jìn)行穩(wěn)定的應(yīng)用。 在本公開的示例性實(shí)施例中，MCU410可以生成相對(duì)于當(dāng)前位置的值的初始化請(qǐng)求信號(hào)，并且脈沖計(jì)數(shù)器620可以接收初始化請(qǐng)求信號(hào)以對(duì)當(dāng)前位置的值進(jìn)行初始化。此時(shí)，同步位置輸出發(fā)生器454可以進(jìn)一步包括存儲(chǔ)初始化值以允許脈沖計(jì)數(shù)器620對(duì)當(dāng)前位置的值進(jìn)行初始化的預(yù)設(shè)位置寄存器612。在本公開的示例性實(shí)施例中，預(yù)設(shè)位置寄存器612、同步位置緩沖器單元614、輸出延遲寄存器616以及輸出長度寄存器618可以由能夠?qū)嵤┯脩粼O(shè)定的一類寄存器單元610來實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，用戶能夠使用設(shè)置定位裝置400的功能的軟件工具來設(shè)定寄存器單元610。預(yù)設(shè)位置寄存器612設(shè)定有當(dāng)由用戶實(shí)施原始點(diǎn)返回功能或者當(dāng)前位置預(yù)設(shè)功能時(shí)所需的初始化值。同步位置緩沖器單元614設(shè)定有特定同步位置，其中期望同步位置輸出信號(hào)從該同步位置緩沖器單元614輸出。在本公開的示例性實(shí)施例中，同步位置緩沖器單元614可以響應(yīng)于相關(guān)的應(yīng)用而包括多個(gè)同步位置緩沖器。輸出延遲寄存器616設(shè)定有在監(jiān)測(cè)到同步位置接通信號(hào)之后直到輸出同步位置輸出信號(hào)的延遲時(shí)間。而且，輸出長度寄存器618設(shè)定有同步位置輸出信號(hào)的激活保持時(shí)間。在這些設(shè)定之后，在由MCU410執(zhí)行諸如原始點(diǎn)返回功能或者當(dāng)前位置預(yù)設(shè)功能的位置改變功能的情況下，MCU410生成預(yù)設(shè)信號(hào)。在生成預(yù)設(shè)信號(hào)的情況下，脈沖計(jì)數(shù)器620使用在預(yù)設(shè)位置寄存器612處設(shè)定的值來對(duì)當(dāng)前位置的值進(jìn)行初始化。接著，由同 步位置輸出發(fā)生器454生成的同步位置輸出信號(hào)通過絕緣電路460和輸入/輸出連接器470被傳送到控制目標(biāo)。如上所述，顯而易見地，在將根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的定位裝置應(yīng)用到PLC系統(tǒng)的情況下，由定位裝置而不是PLC系統(tǒng)的CPU模塊產(chǎn)生相對(duì)于控制目標(biāo)的控制信號(hào)(同步位置輸出信號(hào))。在一些不例性實(shí)施例中，本公開的不例性實(shí)施例能夠以微處理器中的芯片上的系統(tǒng)的形式來實(shí)現(xiàn)，以允許微處理器實(shí)施如上所述的位置確定方法和PLC的功能。在由微處理器實(shí)現(xiàn)本公開的示例性實(shí)施例的情況下，具有這樣的優(yōu)點(diǎn):能夠減小各種系統(tǒng)的尺寸、能夠簡化組裝過程并且能夠節(jié)省造價(jià)。如上本公開的示例性實(shí)施例所顯而易見地，對(duì)應(yīng)于預(yù)先確定的輸出電路的同步位置輸出發(fā)生器被包括在PLC定位裝置本身之中，能夠由同步位置輸出發(fā)生器實(shí)時(shí)地對(duì)由脈沖發(fā)生器生成的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)以使得能夠在當(dāng)前位置與單個(gè)脈沖單元的同步位置之間進(jìn)行比較并且使得能夠產(chǎn)生用于外部設(shè)備的控制的精確的控制信號(hào)。此外，在本公開的上述實(shí)施例中，能夠使用輸出延遲寄存器、輸出長度寄存器和接通脈沖發(fā)生器來設(shè)置控制信號(hào)長度和直到控制信號(hào)輸出的延遲時(shí)間，從而能夠應(yīng)用到多種應(yīng)用設(shè)備以及生成穩(wěn)定的控制信號(hào)。雖然已經(jīng)參照數(shù)個(gè)其說明性的實(shí)施例描述了本公開，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)想出落入本公開的精神和原理的范圍之內(nèi)的許多其他的改進(jìn)和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種定位裝置，其被配置為能夠應(yīng)用到可編程邏輯控制器，所述定位裝置包括: 脈沖發(fā)生器，其被配置為在各個(gè)控制周期處生成用于指示控制目標(biāo)的位置的脈沖信號(hào)；以及 同步位置輸出發(fā)生器，其被配置為 使用所述脈沖信號(hào)確定所述控制目標(biāo)的當(dāng)前位置，并且 當(dāng)所述當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)于特定位置時(shí)，實(shí)施同步到相對(duì)于所述控制目標(biāo)的所述特定位置的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位裝置，進(jìn)一步包括: 第一控制器，其被配置為確定在各個(gè)控制周期處由所述脈沖發(fā)生器生成的所述脈沖信號(hào)中的脈沖數(shù)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定位裝置，其中所述脈沖發(fā)生器生成對(duì)應(yīng)于所述脈沖數(shù)量的所述脈沖信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的定位裝置，其中所述同步位置輸出發(fā)生器包括: 同步位置緩沖器單元，其被配置為存儲(chǔ)所述特定位置的值； 脈沖計(jì)數(shù)單元，其被配置為通過所述脈沖信號(hào)對(duì)所述當(dāng)前位置的值進(jìn)行計(jì)數(shù)，以及位置比較器，其被配置為當(dāng)所述特定位置的值與所述當(dāng)前位置的值大致相同時(shí)允許實(shí)施同步到所述特定位置的所述控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定位裝置，其中所述同步位置輸出發(fā)生器進(jìn)一步包括: 接通脈沖發(fā)生器，其被配置為當(dāng)由所述位置比較器判定所述特定位置的值與所述當(dāng)前位置的值大致相同時(shí)生成同步位置輸出信號(hào)以允許實(shí)施同步到所述特定位置的控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定位裝置，其中所述同步位置輸出發(fā)生器進(jìn)一步包括: 輸出延遲寄存器，其被配置為確定所述同步位置輸出信號(hào)的輸出延遲時(shí)間，以及 輸出長度寄存器，其被配置為確定所述同步位置輸出信號(hào)的接通狀態(tài)保持時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定位裝置，其中所述同步位置輸出發(fā)生器進(jìn)一步包括: 第二控制器，其被配置為生成與所述當(dāng)前位置的值相對(duì)的初始化請(qǐng)求信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定位裝置，其中所述脈沖計(jì)數(shù)單元通過接收所述初始化請(qǐng)求信號(hào)來對(duì)所述當(dāng)前位置的值進(jìn)行初始化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定位裝置，其中所述同步位置輸出發(fā)生器進(jìn)一步包括: 預(yù)設(shè)位置寄存器，其被配置為存儲(chǔ)初始化值以允許所述脈沖計(jì)數(shù)單元對(duì)所述當(dāng)前位置的值進(jìn)行初始化。
10.一種可編程邏輯控制器系統(tǒng)，其使用定位裝置對(duì)外部設(shè)備實(shí)施控制，所述可編程邏輯控制器系統(tǒng)包括: 電源模塊，其被配置為供應(yīng)電力，以及 定位裝置，其由所述供應(yīng)的電力驅(qū)動(dòng)，并且被配置為當(dāng)預(yù)定的控制目標(biāo)的位置對(duì)應(yīng)于特定位置時(shí)實(shí)施對(duì)控制目標(biāo)的特定位置同步控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可編程邏輯控制器系統(tǒng)，其中所述定位裝置包括: 脈沖發(fā)生器，其被配置為在控制目標(biāo)的各個(gè)控制周期處生成指示控制目標(biāo)的位置的脈沖信號(hào)； 控制器，其被配置為確定在各個(gè)控制周期處生成的所述脈沖信號(hào)中的脈沖數(shù)量；以及同步位置輸出發(fā)生器，其被配置為 使用所述脈沖信號(hào)確定所述控制目標(biāo)的當(dāng)前位置，并且 當(dāng)所述當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)于特定位置時(shí)，實(shí)施同步到相對(duì)于所述控制目標(biāo)的所述特定位置的控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可編程邏輯控制器系統(tǒng)，其中所述同步位置輸出發(fā)生器包括: 同步位置緩沖器單元，其被配置為存儲(chǔ)所述特定位置的值； 脈沖計(jì)數(shù)單元，其被配置為通過所述脈沖信號(hào)對(duì)所述當(dāng)前位置的值進(jìn)行計(jì)數(shù)； 位置比較器，其被配置為通過比較所述特定位置的值與所述當(dāng)前位置的值來確定何時(shí)所述特定位置的值與所述當(dāng)前位置的值大致相同；以及 接通脈沖發(fā)生器，其被配置為當(dāng)所述特定位置的值與所述當(dāng)前位置的值被判定為大致相同時(shí)生成同步位置輸出信號(hào)以允許實(shí)施同步到所述特定位置的控制。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可編程邏輯控制器系統(tǒng)，其中所述同步位置輸出發(fā)生器進(jìn)一步包括:輸出延遲寄存器，其確定所述同步位置輸出信號(hào)的輸出延遲時(shí)間，以及輸出長度寄存器，其被配置為確定所述同步位置輸出信號(hào)的接通狀態(tài)保持時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種定位裝置以及使用該定位裝置的PLC系統(tǒng)。根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的定位裝置被配置為在每個(gè)控制周期處生成指示控制目標(biāo)的脈沖信號(hào)的位置，以使用所述脈沖信號(hào)確定所述控制目標(biāo)的當(dāng)前位置，并且在所述當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)于特定位置的情況下，實(shí)施同步到相對(duì)于所述控制目標(biāo)的所述特定位置的控制。
文檔編號(hào)G05B19/05GK103238123SQ201180057768
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者曹名徹 申請(qǐng)人:Ls產(chǎn)電株式會(huì)社