CN101620439A - 马达控制系统 - Google Patents

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刘兴昌
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Foxnum Technology Co Ltd
Original Assignee
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Foxnum Technology Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/414—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
    • G05B19/4141—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller characterised by a controller or microprocessor per axis
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/34—Director, elements to supervisory
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Abstract

一种马达控制系统，包括依次相连接的一人机界面装置、一上位控制器及一驱动器后级，该上位控制器包括相连接的一主机板、一通讯控制模块及一伺服驱动控制板，该主机板与该人机界面装置相连接并包括一微处理器，该通讯控制模块包括若干控制板，该伺服驱动控制板整合了运动板、串行运动板及伺服驱动器前级的功能，该微处理器将该人机界面装置接收的一控制信号进行图形数据处理后传输至该通讯控制模块的控制板进行数字化或模拟化处理并输出至该伺服驱动控制板处理然后输出至该驱动器后级以控制一马达，使马达控制系统精度更高且更具兼容性的。

Description

马达控制系统
技术领域
本发明涉及一种马达控制系统。
背景技术
请参考图1，一种现有的PC-BASED(个人计算机基础)运动控制系统10，包括依次相连接的一人机界面装置101、一PC-BASED控制器110及一伺服驱动器120，用来驱动一马达130。该PC-BASED控制器110包括一主机板111、一数字I/O控制板112、一模拟I/O控制板113、一温度板114及一运动板115
请参考图2，一种现有的PLC(可编程逻辑控制器)运动控制系统20，包括依次相连接的一人机界面装置201、一PLC 210及一伺服驱动器220，用来驱动一马达230。该PLC 210包括一PLC封闭主机211、若干数字I/O控制板212、一模拟I/O控制板213、一温度板214及一运动板215。
请参考图3，一种现有的串行运动控制系统30，包括依次相连接的一人机界面装置301、一专用控制器310及一伺服驱动器320，用以驱动一马达330。该专用控制器310包括一PLC封闭主机311、若干数字I/O控制板312、一模拟I/O控制板313、一温度板314及一串行运动板311
这些伺服驱动器120、220及320分别包括一前级121、221、321及一后级122、222、322，该前级121、221、321为一直流控制信号电路；该后级122、222、322为一大电源驱动器，该后级122、222、322将一控制信号送到并驱动对应的马达130、230及330，以产生机械旋转运动或直线运动。同时，在马达上装设有角度位置检测器(通常为编码器，Encoder)，可将检测到的角度位置信号即时反馈到该前级121、221、321，以控制该马达130、230及330的转速或位置。
该PC-BASED运动控制系统10或PLC运动控制系统20，是利用其运动板115传送一模拟控制命令或脉冲(pulse)命令到对应的伺服驱动器120或220的前级121。但是，不论使用模拟控制或脉冲(pulse)，都存在一定的技术瓶颈。模拟命令控制时，在该运动板115与对应的前级121之间，常有电位差偏移的现象；另外，随着零件的老化，也会产电位差偏移的现象，因而需要对模拟控制命令的电位差偏移作调整；在命令传输过程中容易受到外界干扰造成噪声使其分辨率相对降低，无法满足高精度的控制需求。而脉冲命令控制时，会受到Encoder(编码器)传输频宽的限制，同样无法达到高速高精度的需求。
该串行运动控制系统30是利用其串行运动板311进行运动控制，但是串行通讯运动控制的要求是相当严格，所需频宽大且通讯协议复杂，进入门坎非常高，因此目前几乎各大厂都有自己的串行通讯控制，各厂之间的串行控制系统的通讯是无法兼容沟通的。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种控制精度高且具可兼容性的马达控制系统。
一种马达控制系统，包括依次相连接的一人机界面装置、一上位控制器及一驱动器后级，该上位控制器包括相连接的一主机板、一通讯控制模块及一伺服驱动控制板，该主机板与该人机界面装置相连接并包括一微处理器，该通讯控制模块包括若干控制板，该伺服驱动控制板整合了运动板、串行运动板及伺服驱动器前级的功能，该微处理器将该人机界面装置接收的一控制信号进行图形数据处理后传输至该通讯控制模块的控制板进行数字化或模拟化处理并输出至该伺服驱动控制板处理然后输出至该驱动器后级以控制一马达。
本发明马达控制系统整合现有伺服驱动器前级及运动板，整体上少了一片控制板；另外，也仅考虑伺服驱动器后级的组装，并不需要考虑其与驱动器前级的组装，从而减化组装流程及有效降低成本，提供使用者更有效率的控制模式。(参照具体实施部分的对应作相应修改)
附图说明
图1是现有PC-BASED运动控制系统的结构示意图。
图2是现有PLC运动控制系统的结构示意图。
图3是现有串行运动控制系统的结构示意图。
图4是本发明马达控制系统的较佳实施方式的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图4，本发明马达控制系统40的较佳实施方式，包括依次相连接的一人机接口401、一PC-BASED上位控制器410及一驱动器后级420用来驱动一马达430。
该人机界面装置401，包括完整的图形化操作系统。
该PC-BASED上位控制器410，包括一主机板411、一通讯控制模块412及一伺服驱动控制板413。
该主机板411，包括一用来作图形数据处理的微处理器4111及若干输出及输入接口(图未示)。该微处理器4111通过这些输出及输入接口与该主机板411连接。
该通讯控制模块412，包括若干数字I/O控制板4121、一模拟I/O控制板4122及一温度控制板4123。该通讯控制模块412主要作为一般的I/O控制，其频宽需求不需要太高，在实作上困难度也就不高，藉助该主机板411的输出及输入接口和该主机板411连接，用以将信号进行数字化或模拟化处理。
该伺服驱动控制板413，藉助该主机板411的输出及输入接口和该主机板411连接，接收该通讯控制模块412传来的模拟或数字信号。该伺服驱动控制板413将运动板、串行运动板及伺服驱动器前级整合在一起，其包括一DSP(数字信号处理器)4131，该DSP 4131与该主机板411藉助主机总线或者以串行方式传输信号。
该驱动器后级420与一般的驱动器后级功能相同，但不需要直流电源。该驱动器后级420包括一后级控制电路，以驱动该马达430运动。
该马达430的输出端设有一速度检测器，以将检测到的马达430的速度信号即时反馈至该伺服驱动控制板413，可作为速度误差的补偿依据。
该伺服驱动控制板413将运动板、串行运动板及伺服驱动器前级整合在一起，减少了马达控制系统的控制卡的数量，使马达控制系统的整体结构更加紧凑；该马达控制系统40仅包括驱动器后级420，不仅方便组装，而且可节约成本。

Claims (7)

1.一种马达控制系统，包括依次相连接的一人机界面装置、一上位控制器及一驱动器后级，该上位控制器包括相连接的一主机板、一通讯控制模块及一伺服驱动控制板，该主机板与该人机界面装置相连接并包括一微处理器，该通讯控制模块包括若干控制板，该伺服驱动控制板整合了运动板、串行运动板及伺服驱动器前级的功能，该微处理器将该人机界面装置接收的一控制信号进行图形数据处理后传输至该通讯控制模块的控制板进行数字化或仿真化处理，该伺服驱动控制板将该数字化或仿真化的信号处理后得到一运动信号并输出至该驱动器后级以控制一马达。
2.如权利要求1所述的马达控制系统，其特征在于：该主机板包括多个输出及输入接口用来连接该通讯控制模块和该伺服驱动控制板。
3.如权利要求1所述的马达控制系统，其特征在于：该通讯控制模块包括一用于将该图形数据处理后的信号进行模拟化处理的模拟输出及输入控制板、一用于将该图形数据处理后的信号进行数字化处理的数字输出及输入控制板。
4.如权利要求1所述的马达控制系统，其特征在于：该伺服驱动控制板包括一数字信号处理器，将该通讯控制模块输出的信号进行处理后得到一运动信号并输出至该驱动器后级以控制该马达。
5.如权利要求1所述的马达控制系统，其特征在于：该伺服驱动控制板和该主机板利用主机总线或以串行方式传输信号。
6.如权利要求1所述的马达控制系统，其特征在于：该马达具有一速度检测器，该速度检测器将该马达的转速值回馈至该伺服驱动控制板。
7.如权利要求1所述的马达控制系统，其特征在于：该人机界面提供完整的图形化操作系统。
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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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