專利名稱：運動控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及運動控制領域，尤其涉及一種運動控制系統及其控制方法。
背景技術：
目前的運動控制系統基本上都是基于x86，DSP+FPGA，ARM+FPGA等架構進行運動控制的。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自己的控制系統，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。

發明內容
本發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，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。本發明為實現上述目的所采用的技術方案如下運動控制系統，包括上位機和下位機，下位機主控部分由各個工序模塊構成，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，上位機具有參數保存、下載、界面管理、調試功能模塊，上位機保存的參數通過485總線下發給各工序模塊，每個工序模塊內帶有管理濾波單位機，解析信號并接收本模塊信號和發送運行指令，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總線進行通信和數據交換，上位機具有參數保存、下載、界面管理、調試功能模塊，上位機保存模塊的參數通過485總線下發給各工序模塊，調試模塊對各個功能模塊的輸入輸出進行測試， 對電機運動參數進行修改；運行時上位機不參與運行，只有在出現故障報警等異常情況下， 上位機進行查錯。所述運動控制系統為上下料傳輸運動控制系統，工序模塊由上料模塊、搬運模塊和下料模塊構成，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。所述各工序模塊內部是通過共享FRAM和模塊內485通訊兩種的方式來進行通訊和數據交換的。本發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，方便自己控制系統的改進。具體分析如下
其中上位機主要負責參數保存、下載、界面管理、調試等功能。在機器平時動作時候，上位機是不會參與運行的，只有在出現故障報警等異常情況下通過上位機來查看是哪里出現問題。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，提高了整個系統的高速和穩定運行。 其中下位機由多個單片機共同執行，每個模塊內部有一個管理濾波單片機，負責解析和轉達上位機發來的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，這樣可以避免執行cpu受其它cpu運行命令的干擾。
本控制系統中用到的FRAM屬于掉電非易失RAM，也就是說整個系統掉電后FRAM中的數據不會丟失，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數據丟失。


圖1是本發明系統框圖。圖2是本發明上位機向上料部發送參數命令流程圖。圖3是本發明上位機向上料發送調試命令控制流程圖。
具體實施例方式
下面結合實施例和附圖對本發明作進一步詳細說明，但本發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，包括上位機和下位機，下位機主控部分由各個工序模塊構成，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，上位機具有參數保存、下載、界面管理、調試功能模塊，上位機保存的參數通過485總線下發給各工序模塊，每個工序模塊內帶有管理濾波單位機，解析信號并接收本模塊信號和發送運行指令，上位機不參與運行。其中上位機主要負責參數保存、下載、界面管理、調試等功能。在系統剛開機時候將上位機保存的參數通過485總線1下發給上料部、搬運部和下料部等功能模塊，調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，只有在出現故障報警等異常情況下通過上位機來查看是哪里出現問題。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，提高了整個系統的高速和穩定運行。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。控制系統中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。本控制系統中每個模塊內部有一個管理濾波單片機，負責解析和轉達上位機發來的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，這樣可以避免執行cpu受其它cpu運行命令的干擾。本系統的各個模塊內部是通過共享FRAM和模塊內485通訊兩種的方式來進行通訊和數據交換的。工作時，上位機發送參數給上料模塊流程如圖2所示上位機如果想發送參數給上料部，并且這個動作的執行是由單片機2來完成的，上位機就通過485總線1發一條命令給單片機1，單片機1接收到命令之后將數據保存到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就可以更新參數了。上位機向上料發送調試命令流程如圖3所示如果上位機想單步調試上料部的動作，并且該動作的執行者是單片機2，上位機就通過485總線1發送命令，單片機1接收到命令之后通過485總線2或者共享FRAM方式轉發給單片機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，只不過是執行的單片機多了 2個。下料部通訊機理與上料部相同。
權利要求
1.運動控制系統，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， 上位機具有參數保存、下載、界面管理、調試功能模塊，上位機保存的參數通過485總線下發給各工序模塊，每個工序模塊內帶有管理濾波單位機，解析信號并接收本模塊信號和發送運行指令，上位機不參與運行。
2.根據權利要求1所述的運動控制系統，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總線進行通信和數據交換，上位機具有參數保存、 下載、界面管理、調試功能模塊，上位機保存模塊的參數通過485總線下發給各工序模塊， 調試模塊對各個功能模塊的輸入輸出進行測試，對電機運動參數進行修改；運行時上位機不參與運行，只有在出現故障報警等異常情況下，上位機進行查錯。
3.根據權利要求1或2所述的運動控制系統，其特征是運動控制系統為上下料傳輸運動控制系統，工序模塊由上料模塊、搬動模塊和下料模塊構成，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.根據權利要求3所述的運動控制系統，其特征是控制系統中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.根據權利要求1或2所述的運動控制系統，其特征是各工序模塊內部是通過共享 FRAM或模塊內485通訊兩種的方式來進行通訊和數據交換的。
全文摘要
本發明涉及運動控制領域。運動控制系統，包括上位機和下位機，下位機主控部分由各個工序模塊構成，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，上位機具有參數保存、下載、界面管理、調試功能模塊，上位機保存的參數通過485總線下發給各工序模塊，每個工序模塊內帶有管理濾波單位機，解析信號并接收本模塊信號和發送運行指令，上位機不參與運行。本發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，方便自己控制系統的改進。
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 優先權日2011年1月12日
發明者王云峰 申請人:大連佳峰電子有限公司