CN103955153B - 一种运动控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于计算机应用领域，提供了一种运动控制系统及方法，所述系统包括：人机交互模块，用于通过人机交互界面获得用户输入的运动指令；运动指令执行模块，用于通过指令表或封装有多个函数的脚本来执行所述运动指令；通讯模块，用于通过MODBUS通讯协议实现人机交互模块及运动指令执行模块的通信及数据传输。

Description

一种运动控制系统及方法

技术领域

本发明属于计算机应用领域，尤其涉及一种运动控制系统及方法。

背景技术

目前的开放式运动控制系统，多为基于PLCOpen（独立于生产商和产品的全球性协会）这个标准，而该标准目前基本都是由国外的软件支持的，国内的软件还没法较好的支持基于PLCOpen标准的开放式运动系统。然而，国外的软件价格都较为昂贵，且由于开发难度较大，用户难以进行二次开发。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种运动控制系统及方法，旨在解决现有的国外软件价格昂贵且难以实现二次开发的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种运动控制系统，所述系统包括：

人机交互模块，用于通过人机交互界面获得用户输入的运动指令；

运动指令执行模块，用于通过指令表或封装有多个函数的脚本来执行所述运动指令；

通讯模块，用于通过MODBUS通讯协议实现人机交互模块及运动指令执行模块的通信及数据传输。

本发明实施例的另一目的在于提供一种运动控制方法，所述方法包括：

通过人机交互界面获得用户输入的运动指令；

通过MODBUS通讯协议传输所述运动指令；

通过指令表或封装有多个函数的脚本来执行所述运动指令。

在本发明实施例中，人机交互界面接收到用户输入的运动指令后，运动指令执行模块通过指令表或封装有多个函数的脚本来执行所述运动指令。由于已经封装了很多的函数供用户调用，降低了用户二次开发的难度，且能够多任务处理多个运动指令。

附图说明

图1是本发明实施例提供的运动控制系统的结构图；

图2为客服端访问的自定义MODBUS数据包的格式的示意图；

图3为服务端访问的自定义MODBUS数据包的格式的示意图；

图4是本发明实施例提供的运动控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

如图1所示为本发明实施例提供的一种运动控制系统的结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

在本发明实施例中，运动控制系统包括：人机交互模块11，运动指令执行模块12，及与所述人机交互模块11和运动指令执行模块12相连的通讯模块13。

其中：

人机交互模块11，用于通过人机交互界面获得用户输入的运动指令。

在本发明实施例中，人机交互模块11一般部署于客户端，为用户提供人机交互界面，用户可根据实际应用在人机交互界面输入各种运动指令。

优选的，人机交互模块11中的人机交互界面还可用于用户修改参数，监控系统运行状态等。

需要说明的是，人机交互模块11可以同时部署于多个客户端，实现多个人机交互。

运动指令执行模块12，用于通过指令表或封装有多个函数的脚本来执行运动指令。

在本发明实施例中，运动指令执行模块12用于执行用户通过人机交互界面输入的运动指令。具体有两种指令执行方式，其一是通过指令表中定义好的指令来执行用户输入的运动指令，另一是通过脚本从封装的函数中调用对应的函数执行用户输入的运动指令。为了能够处理各种运动指令，已经预先封装了多个不同功能的函数。

在本发明实施例中，运动指令执行模块12包括两个子模块，分别为指令表执行模块121或脚本执行模块122，其中：

指令表执行模块121，用于通过指令表中的指令单任务执行运动指令。

在本发明实施例中，指令表中包括有多个不同的指令，可以用于执行不同的运动指令。由于指令表只能串行执行各种指令，因此只能通过指令表中的指令单任务顺序执行运动指令，但是执行效率较高。指令表中的指令包括开发者预先定义好的指令，以及用户在系统使用过程中自行添加的宏指令。

需要说明的是，为用户提供了宏指令编辑接口后，用户在实际使用该运动控制系统的过程中，便可根据实际的使用需要，通过脚本编辑满足实际功能需求的自定义宏指令，并编辑执行宏指令的函数脚本。当执行到宏指令时，便调用对应执行该宏指令的函数脚本来执行该宏指令。使得该运动控制系统的应用更加灵活，适宜不同需求的用户使用。

脚本执行模块122，用于通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行运动指令。

在本发明实施例中，预先通过软件编辑语言将常用的功能封装为LUA（一种脚本语言）函数，因此脚本执行模块122每次收到用户输入的运动指令，便可通过脚本从封装的函数中调用对应的函数执行运动指令。其中，封装的常用函数包括但不限于：IO（Input/Output，输入输出）输出、单轴运动、直线插补、速度控制、延时、启动、停止、复位、串口通讯、网络通讯、MODBUS（一种总线协议）地址访问等。由于已经封装了很多的函数供用户调用，因此降低了用户二次开发的难度。

需要说明的是，由于人机交互界面可以部署于多个客户端中，因此可能同时收到用户输入的多个运动指令，因此当脚本执行模块122收到用户输入的多个运动指令时，通过脚本分别从封装的函数中调用对应的函数并行多任务执行所述多个运动指令，实现了多个运动指令的同时执行。例如在控制左边的运动控制平台加工的时候，右边的上下料平台可以同时进行搬运、上下料等动作。

在本发明实施例中，由于运动指令的触发方式不同，根据不同的指令触发方式，有三种不同的指令执行方式，因此脚本执行模块122包括三个子模块，分别为定时执行模块1221，或指令触发模块1222，或条件触发模块1223，其中：

定时执行模块1221，用于当定时器触发时，通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行运动指令。

在本发明实施例中，当指令是由定时器触发时，通过定时执行指令。如main_task这个脚本函数是每N毫秒执行一次，N为开发者预先设置的正整数。

指令触发模块1222，用于运动指令被触发时，通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行运动指令。

在本发明实施例中，如当执行到宏指令时，便可调用对应的函数脚本执行宏指令。

条件触发模块1223，用于当运动指令触发了预设的条件时，通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行运动指令。例如当用户按下了停止按钮、加工之前、加工完毕、复位之前、复位完毕等，都会调用相应的脚本。

通讯模块13，用于通过MODBUS通讯协议实现人机交互模块11及运动指令执行模块12的通信及数据传输。

在本发明实施例中，通讯模块13负责通过串口或网口实现人机交互模块11及运动指令执行模块12的通信及数据传输。本发明中的数据通讯使用的是MODBUS通讯协议。

优选的，由于标准MODBUS通讯协议的数据包必须小于256个字节，没有连续多帧的发送方式。因此，为了更为方便的处理大批量的数据交互，在MODBUS基础上扩展了文件通讯功能。通讯模块13还可用于通过在MODBUSPDU数据包内再封装了一层自定义的协议以用来自定义MODBUS数据包，及按照所述自定义MODBUS数据包格式解析接收到的MODBUS数据包。自定义MODBUS数据包的格式如图2及图3所示。图2为客服端访问的自定义MODBUS数据包的格式，图3为服务端访问的自定义MODBUS数据包的格式。每当通讯模块13接收到MODBUS数据包时，先判断是否是自定义MODBUS数据包，是则可以批量按照自定义的MODBUS数据包格式处理。

在本发明实施例中，人机交互界面接收到用户输入的运动指令后，运动指令执行模块通过指令表或封装有多个函数的脚本来执行所述运动指令。由于已经封装了很多的函数供用户调用，降低了用户二次开发的难度，且能够多任务处理多个运动指令。指令表中添加了用户自定义的宏指令，也使得系统更加灵活。此外，由于本发明都是使用LUA脚本语言，因此代码开源，具有较高的开放性，且便于嵌入系统软件。脚本文件在执行时又是编译成二进制文件再解释执行，具有较好的保密性。

实施例二：

图4为本发明实施例提供的一种运动控制方法的流程图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部份。

在步骤S401中，通过人机交互界面获得用户输入的运动指令。

在本发明实施例中，机交互界面还可用于用户修改参数，监控系统运行状态等。人机交互界面可以同时部署于多个客户端，实现多个人机交互。

在步骤S402中，通过MODBUS通讯协议传输运动指令。

在本发明实施例中，为了更为方便的处理大批量的数据交互，在MODBUS基础上扩展了文件通讯功能。通过在MODBUS PDU数据包内再封装了一层自定义的协议以用来自定义MODBUS数据包，及按照所述自定义MODBUS数据包格式解析接收到的MODBUS数据包。

在步骤S403中，通过指令表或封装有多个函数的脚本来执行运动指令。

在本发明实施例中，具体有两种指令执行方式，其一是通过指令表中定义好的指令来单任务执行用户输入的运动指令，另一是通过脚本从封装的函数中调用对应的函数执行用户输入的运动指令。为了能够处理各种运动指令，已经预先封装了多个不同功能的函数。

在本发明实施例中，指令表中包括有多个不同的指令，可以用于执行不同的运动指令。由于指令表只能串行执行各种指令，因此只能通过指令表中的指令单任务顺序执行运动指令，但是执行效率较高。指令表中的指令包括开发者预先定义好的指令，以及用户在系统使用过程中自行添加的宏指令。

在本发明实施例中，由于人机交互界面可以部署于多个客户端中，因此可能同时收到用户输入的多个运动指令，因此当脚本执行模块收到用户输入的多个运动指令时，通过脚本分别从封装的函数中调用对应的函数并行多任务执行所述多个运动指令，实现了多个运动指令的同时执行。

在本发明实施例中，由于运动指令的触发方式不同，根据不同的指令触发方式，有三种不同的指令执行方式，其中：

其一，当定时器触发时，通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行运动指令。

其二，运动指令被触发时，通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行运动指令。

其三，当运动指令触发了预设的条件时，通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行运动指令。

在本发明实施例中，人机交互界面接收到用户输入的运动指令后，运动指令执行模块通过指令表或封装有多个函数的脚本来执行所述运动指令。由于已经封装了很多的函数供用户调用，降低了用户二次开发的难度，且能够多任务处理多个运动指令。指令表中添加了用户自定义的宏指令，也使得系统更加灵活。此外，由于本发明都是使用LUA脚本语言，因此代码开源，具有较高的开放性，且便于嵌入系统软件。脚本文件在执行时又是编译成二进制文件再解释执行，具有较好的保密性。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种运动控制系统，其特征在于，所述系统包括：

人机交互模块，用于通过人机交互界面获得用户输入的运动指令；

运动指令执行模块，用于通过指令表或封装有多个函数的脚本来执行所述运动指令；

通讯模块，用于通过MODBUS通讯协议实现人机交互模块及运动指令执行模块的通信及数据传输；

所述运动指令执行模块包括：

指令表执行模块，用于通过指令表中的指令单任务执行所述运动指令；

脚本执行模块，用于通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行所述运动指令；

所述脚本执行模块包括：

定时执行模块，用于当定时器触发时，通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行所述运动指令；

指令触发模块，用于所述运动指令被触发时，通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行所述运动指令；

条件触发模块，用于当所述运动指令触发了预设的条件时，通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行所述运动指令。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述指令表执行模块的指令表中的指令包括用户自定义的宏指令。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脚本执行模块还可用于，当用户输入多个运动指令时，通过脚本分别从封装的函数中调用对应的函数来并行执行所述多个运动指令。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通讯模块还可用于自定义MODBUS数据包，及按照所述自定义MODBUS数据包格式解析接收到的MODBUS数据包。

5.一种运动控制方法，其特征在于，所述方法包括：

通过人机交互界面获得用户输入的运动指令；

通过MODBUS通讯协议传输所述运动指令；

通过指令表或封装有多个函数的脚本来执行所述运动指令；

所述通过指令表或封装有多个函数的脚本来执行所述运动指令包括：

通过指令表中的指令单任务执行所述运动指令，所述指令表中的指令包括用户自定义的宏指令；

通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行所述运动指令，当用户输入多个运动指令时，通过脚本分别从封装的函数中调用对应的函数来并行执行所述多个运动指令；

所述通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行所述运动指令包括：

当定时器触发时，通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行所述运动指令；

所述运动指令被触发时，通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行所述运动指令；

当所述运动指令触发了预设的条件时，通过脚本从封装的函数中调用对应的函数来执行所述运动指令。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

自定义MODBUS数据包，及按照所述自定义MODBUS数据包格式解析接收到的MODBUS数据包。