CN104333593A - 运动控制器远程控制方法、故障诊断方法及远程控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了运动控制器远程控制系统、远程控制方法及故障诊断方法路，远程控制，包括在客户端PC，客服人员通过“远程控制程序”，获得客服端PC内加工文件，并列表到远程控制程序界面，选择拟加工的图形文件，将选中的图形文件下载到用户端PC的网络文件夹中；将加工命令发送到运动控制器中；运动控制器根据加工命令中图形文件名，找到用户端PC的网络文件夹中下载的图形文件，并读取文件数据，写入运动控制器内的双缓冲中，运动控制器内部加工任务动态读取双缓冲中数据，进行解析、加工输出；完成整个远程控制过程，解决运动控制器远程操控问题，主要是远程控制命令与用户现场HMI命令冲突问题，并及时远程跟踪并解决控制器故障。

Description

运动控制器远程控制方法、故障诊断方法及远程控制系统

技术领域

　　本发明涉及运动控制器检测、诊断领域，具体的说是运动控制器远程控制系统、远程控制方法及故障诊断方法路。

背景技术

运动控制器，用于控制电动机的运行方式，比如电动机在由行程开关控制交流接触器而实现电动机拖动物体向上运行达到指定位置后又向下运行，或者用时间继电器控制电动机正反转或转一会停一会再转一会再停。运动控制（MC）是自动化的一个分支，它使用通称为伺服机构的一些设备如液压泵，线性执行机或者是电机来控制机器的位置和/或速度。

运动控制器硬件设计时，对编码器模块、通用输入输出模块、脉冲方向输出口模块、激光开关光模块、电源模块等，都设计了故障诊断开关。

发明内容

　　本发明的目的在于提供运动控制器远程控制方法、故障诊断方法及远程控制系统，解决运动控制器远程操控问题，主要是远程控制命令与用户现场HMI命令冲突问题，将用户PC虚拟为运动控制器的一个存储装置，实现大数据的存储，并通过运动控制器协调远程命令与HMI命令，解决命令之间的冲突；并及时远程跟踪并解决控制器故障。

本发明通过下述技术方案实现：运动控制器远程控制方法，包括以下步骤：

步骤A、登录：建立起远程控制程序与某个运动控制器的链接，通过远程控制程序操控运动控制器，包括下述步骤：

步骤A.1、启动运动控制程序：客服人员在“客服端PC”上运行“远程控制程序”，通过TCP/IP协议经Internet与“服务器”通讯，向“服务器”发送登录信息；

步骤A.2、用户发送请求：用户在“用户端PC”上右键点击“控制器Server程序”托盘图标，运行“Req”菜单命令，Req请求通过“服务器”的“数据转发服务程序”发送到客户端的“远程控制程序”；

步骤B、远程控制，包括下述步骤：

步骤B.1：在客户端PC，客服人员通过“远程控制程序”，获得客服端PC内加工文件，并列表到远程控制程序界面，选择拟加工的图形文件；

步骤B.2：在客户端PC，客服人员通过“远程控制程序”，经过服务器内的“数据转发服务程序”、用户端PC内的“远程数据接收程序”、用户端PC内的“控制器Server程序”，将选中的图形文件下载到用户端PC的网络文件夹中；

步骤B.3：在客户端PC，客服人员通过“远程控制程序”，经过服务器内的“数据转发服务程序”、用户端PC内的“远程数据接收程序”、用户端PC内的“控制器Server程序”，将加工命令发送到运动控制器中；

步骤B.4：运动控制器根据加工命令中图形文件名，找到用户端PC的网络文件夹中下载的图形文件，并读取文件数据，写入运动控制器内的双缓冲中，运动控制器内部加工任务动态读取双缓冲中数据，进行解析、加工输出；

步骤B.5：在运动控制器中数据传输任务和加工任务并行执行，通过双缓冲交互数据，完成整个远程控制过程。

其中，远程控制程序主要完成：监听用户发来的服务请求；获取用户控制器的系列号和版本信息；给用户PC发出文件上传和下载命令；给用户PC连接的运动控制器发控制命令；

数据转发服务程序主要完成：监听网络上客服PC和客户PC发出的消息，当收到服务请求或操作请求后，将请求数据帧转发到指定的PC；

远程数据接收程序主要完成：用户PC内远程服务器的网络通讯功能，实现数据的收发；

控制器Server程序主要完成：用户PC与运动控制器之间的网络通讯功能。自动获取连接的运动控制器信息。实现远程收发的数据与运动控制器内数据之间格式转换。

进一步的，为更好的实现运动控制器远程控制方法，用户端PC中的网络文件夹被虚拟化为运动控制器内的一个存储目录，运动控制器访问用户PC的网络文件夹中的文件，与访问运动控制器内部的文件一致。

运动控制器远程故障诊断方法，包括以下步骤：

1）、登录：建立起远程控制程序与某个运动控制器的链接，通过远程控制程序操控运动控制器，包括下述步骤：

1.1）、启动运动控制程序：客服人员在“客服端PC”上运行“远程控制程序”，通过TCP/IP协议经Internet与“服务器”通讯，向“服务器”发送登录信息；

1.2）、用户发送请求：用户在“用户端PC”上右键点击“控制器Server程序”托盘图标，运行“Req”菜单命令，Req请求通过“服务器”的“数据转发服务程序”发送到客户端的“远程控制程序”；

2）、发送故障测试点序号：客服人员通过客户端PC内设置的“远程控制程序”，发送故障测试点序号，利用TCP/IP与Internet通讯，经过服务器内的“数据转发服务程序”、用户端PC的“远程数据接收程序”、用户端PC的“控制器Server程序”，最后发送到运动控制器中；

3）、运动控制器管理程序根据接收到的故障测试点序号，打开控制器内响应测试点，此后，只要有数据通过测试点，运动控制器自动将其记录到故障诊断存储器中，当运动控制器处于非加工状态，运动控制器空闲任务将存储器中数据以文件的形式保存下来。

进一步的，为更好的实现运动控制器远程故障诊断方法，在进行运动控制器远程故障诊断时，同步操作运动控制器的硬件和软件系统，在运动控制器的硬件方面，通过“远程控制程序”发出控制命令软件命令打开运动控制器硬件的故障诊断开关，信号在正常输入或输出的同时并行发送到运动控制器内部FPGA模块，运动控制器内CPU模块通过访问FPGA获得诊断点的状态，并暂时存储到RAM区，当运动控制器处于非加工状态时保存到文件系统中；在运动控制器的软件系统方面，打开运动控制器软件系统中各个模块数据输出部分的故障诊断开关，对应模块的输出数据在正常输出给下一级模块的同时并行输出到RAM区，当运动控制器处于非加工状态时保存到文件系统中。

其中，运动控制器的软件系统指：在运动控制器中，运行有嵌入式操作系统BIOS，以及在操作系统上运行的各种运动控制算法程序，如插补程序、位置控制程序、通讯程序等，这些程序与BIOS操作系统合称为运动控制器的软件系统。

运动控制器远程控制系统，用于实现运动控制器远程控制方法或运动控制器远程故障诊断方法，包括客户端PC、服务器、Internet、至少1个用户端PC、Intranet、至少1个运动控制器及至少一个HMI，所述客户端PC、服务器及用户端PC皆连接Internet，所述用户端PC连接Intranet，所述Intranet连接运动控制器，所述运动控制器连接HMI；所述用户端PC，作为运动控制器存储装置，实现大数据的存储，及时跟踪并解决运动控制器故障，与Internet之间采用TCP/IP协议连接通讯，与Intranet之间采用TCP/IP协议连接通讯。

其中，HMI，人机界面：连接到运动控制器，利用显示屏显示，通过触摸屏、键盘输入参数或命令，实现操纵人员与运动控制器的信息交互。

进一步的，为更好的实现运动控制器远程控制系统，所述用户端PC内设置有“远程数据接收程序”、 “控制器Server程序”和“网络文件夹”。

进一步的，为更好的实现运动控制器远程控制系统，所述HMI同运动控制器之间采用串口通讯连接。

进一步的，为更好的实现运动控制器远程控制系统，所述HMI至少为一个，所述运动控制器至少为一个，所述用户端PC至少为一台。

　　本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明解决运动控制器远程操控问题，主要是远程控制命令与用户现场HMI命令冲突问题，将用户PC虚拟为运动控制器的一个存储装置，实现大数据的存储，并通过运动控制器协调远程命令与HMI命令，解决命令之间的冲突；并及时远程跟踪并解决控制器故障。

（2）本发明可通过远程控制程序操控运动控制器，进行远程加工、远程故障诊断、读取控制器状态、读取控制器日志文件、下载文件、远程升级控制器固件等操作。

（3）本发明在应用中，图形文件数据的下载是由运动控制器操作，而不是由用户PC控制，有利于运动控制器协调远程命令与HMI命令，解决命令之间的冲突。

（4）本发明通过远程命令可动态修改故障诊断点，在运动控制器FPGA模块中，开发有故障诊断点配置寄存器，该寄存器一个二进制位控制一个故障点的使能或禁止；远程控制程序可发送命令来修改故障诊断点配置寄存器内容。

附图说明

图1为本发明所述运动控制器远程控制系统的拓扑图。

具体实施方式

本申请人自认为技术领域内技术员结合现有公知技术，并根据本申请文件所公开的内容即可实现本发明。

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

运动控制器远程控制方法，包括以下步骤：

步骤A、登录：建立起远程控制程序与某个运动控制器的链接，通过远程控制程序操控运动控制器，包括下述步骤：

步骤A.1、启动运动控制程序：客服人员在“客服端PC”上运行“远程控制程序”，通过TCP/IP协议经Internet与“服务器”通讯，向“服务器”发送登录信息；

步骤A.2、用户发送请求：用户在“用户端PC”上右键点击“控制器Server程序”托盘图标，运行“Req”菜单命令，Req请求通过“服务器”的“数据转发服务程序”发送到客户端的“远程控制程序”；

步骤B、远程控制，包括下述步骤：

步骤B.1：在客户端PC，客服人员通过“远程控制程序”，获得客服端PC内加工文件，并列表到远程控制程序界面，选择拟加工的图形文件；

步骤B.2：在客户端PC，客服人员通过“远程控制程序”，经过服务器内的“数据转发服务程序”、用户端PC内的“远程数据接收程序”、用户端PC内的“控制器Server程序”，将选中的图形文件下载到用户端PC的网络文件夹中；

步骤B.3：在客户端PC，客服人员通过“远程控制程序”，经过服务器内的“数据转发服务程序”、用户端PC内的“远程数据接收程序”、用户端PC内的“控制器Server程序”，将加工命令发送到运动控制器中；

步骤B.4：运动控制器根据加工命令中图形文件名，找到用户端PC的网络文件夹中下载的图形文件，并读取文件数据，写入运动控制器内的双缓冲中，运动控制器内部加工任务动态读取双缓冲中数据，进行解析、加工输出；

步骤B.5：在运动控制器中数据传输任务和加工任务并行执行，通过双缓冲交互数据，完成整个远程控制过程。

其中，远程控制程序主要完成：监听用户发来的服务请求；获取用户控制器的系列号和版本信息；给用户PC发出文件上传和下载命令；给用户PC连接的运动控制器发控制命令；

数据转发服务程序主要完成：监听网络上客服PC和客户PC发出的消息，当收到服务请求或操作请求后，将请求数据帧转发到指定的PC；

远程数据接收程序主要完成：用户PC内远程服务器的网络通讯功能，实现数据的收发；

控制器Server程序主要完成：用户PC与运动控制器之间的网络通讯功能。自动获取连接的运动控制器信息。实现远程收发的数据与运动控制器内数据之间格式转换。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，因为雕刻加工的图形文件数据量很大，无法保存在运动控制器中，采用用户端PC来进行数据存储，进一步的，为更好的实现运动控制器远程控制方法，用户端PC中的网络文件夹被虚拟化为运动控制器内的一个存储目录，运动控制器访问用户PC的网络文件夹中的文件，与访问运动控制器内部的文件一致，图形文件数据的下载是由运动控制器操作，而不是由用户PC控制，有利于运动控制器协调远程命令与HMI命令，解决命令之间的冲突。

实施例3：

运动控制器远程故障诊断方法，包括以下步骤：

1）、登录：建立起远程控制程序与某个运动控制器的链接，通过远程控制程序操控运动控制器，包括下述步骤：

1.1）、启动运动控制程序：客服人员在“客服端PC”上运行“远程控制程序”，通过TCP/IP协议经Internet与“服务器”通讯，向“服务器”发送登录信息；

1.2）、用户发送请求：用户在“用户端PC”上右键点击“控制器Server程序”托盘图标，运行“Req”菜单命令，Req请求通过“服务器”的“数据转发服务程序”发送到客户端的“远程控制程序”；

2）、发送故障测试点序号：客服人员通过客户端PC内设置的“远程控制程序”，发送故障测试点序号，利用TCP/IP与Internet通讯，经过服务器内的“数据转发服务程序”、用户端PC的“远程数据接收程序”、用户端PC的“控制器Server程序”，最后发送到运动控制器中；

3）、运动控制器管理程序根据接收到的故障测试点序号，打开控制器内响应测试点，此后，只要有数据通过测试点，运动控制器自动将其记录到故障诊断存储器中，当运动控制器处于非加工状态，运动控制器空闲任务将存储器中数据以文件的形式保存下来。

实施例4：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，在进行运动控制器远程故障诊断时，同步操作运动控制器的硬件和软件系统，在运动控制器的硬件方面，通过“远程控制程序”发出控制命令软件命令打开运动控制器硬件的故障诊断开关，信号在正常输入或输出的同时并行发送到运动控制器内部FPGA模块，运动控制器内CPU模块通过访问FPGA获得诊断点的状态，并暂时存储到RAM区，当运动控制器处于非加工状态时保存到文件系统中；在运动控制器的软件系统方面，打开运动控制器软件系统中各个模块数据输出部分的故障诊断开关，对应模块的输出数据在正常输出给下一级模块的同时并行输出到RAM区，当运动控制器处于非加工状态时保存到文件系统中。

其中，运动控制器的软件系统是指：在运动控制器中，运行有嵌入式操作系统BIOS，以及在操作系统上运行的各种运动控制算法程序，如插补程序、位置控制程序、通讯程序等，这些程序与BIOS操作系统合称为运动控制器的软件系统。

运动控制器硬件设计时，对编码器模块、通用输入输出模块、脉冲方向输出口模块、激光开关光模块、电源模块等，都设计了故障诊断开关，平时这些诊断开关都处于关闭状态，当需要进行相应模块的故障诊断时，通过软件命令打开故障诊断开关，这些信号在正常输入或输出的同时并行发送到运动控制器内部FPGA模块，运动控制器内CPU模块通过访问FPGA获得诊断点的状态，并暂时存储到RAM区。当运动控制器处于非加工状态时保存到文件系统中。

运动控制器软件系统中，在各个模块的数据输出部分，设计了故障诊断开关，平时这些故障诊断开关处于关闭状态，当需要进行相应模块的故障诊断时，通过软件命令打开故障诊断开关，对应模块的输出数据在正常输出给下一级模块的同时并行输出到RAM区，当运动控制器处于非加工状态时保存到文件系统中。

运动控制器内部有两种工作状态：加工状态、非加工状态。加工状态指运动控制器正在控制电机执行各种轨迹运动，此时控制器CPU处于忙。非加工状态也可理解为CPU处于空闲状态。

因为打开诊断开关对数据的传输速度有一定影响，因此平时诊断开关都是处于关闭状态，只有需要诊断时才打开。

运动控制器文件系统的存储介质包括：运动控制器外接的U盘、运动控制器内的NAND Flash、用户端PC中的硬盘，运动控制器文件系统将这三种介质虚拟化为三个盘符，用户PC中硬盘虚拟化为一个网络文件夹，达到使用简单的效果。

客服人员通过“远程控制程序”，可实时在线读取运动控制器RAM中保存的故障诊断数据，或者通过上传操作，将运动控制器NAND Flash、或用户PC的网络文件夹中保存的故障诊断文件上传到客服端PC中。

实施例5：

运动控制器远程控制系统，用于实现运动控制器远程控制方法或运动控制器远程故障诊断方法，包括客户端PC、服务器、Internet、至少1个用户端PC、Intranet、至少1个运动控制器及至少一个HMI，所述客户端PC、服务器及用户端PC皆连接Internet，所述用户端PC连接Intranet，所述Intranet连接运动控制器，所述运动控制器连接HMI；所述用户端PC，作为运动控制器存储装置，实现大数据的存储，及时跟踪并解决运动控制器故障，与Internet之间采用TCP/IP协议连接通讯，与Intranet之间采用TCP/IP协议连接通讯。

其中，HMI，人机界面：连接到运动控制器，利用显示屏显示，通过触摸屏、键盘输入参数或命令，实现操纵人员与运动控制器的信息交互。

实施例6：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现运动控制器远程控制系统，所述用户端PC内设置有“远程数据接收程序”、 “控制器Server程序”和“网络文件夹”。

实施例7：

本实施例是在实施例5的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现运动控制器远程控制系统，所述HMI同运动控制器之间采用串口通讯连接。

实施例8：

本实施例是在实施例5的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现运动控制器远程控制系统，所述HMI至少为一个，所述运动控制器至少为一个，所述用户端PC至少为一台。

本发明解决运动控制器远程操控问题，主要是远程控制命令与用户现场HMI命令冲突问题，将用户PC虚拟为运动控制器的一个存储装置，实现大数据的存储，并通过运动控制器协调远程命令与HMI命令，解决命令之间的冲突；并及时远程跟踪并解决控制器故障。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。 

Claims (8)

1.运动控制器远程控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A、登录：建立起远程控制程序与某个运动控制器的链接，通过远程控制程序操控运动控制器，包括下述步骤：

步骤A.1、启动运动控制程序：客服人员在“客服端PC”上运行“远程控制程序”，通过TCP/IP协议经Internet与“服务器”通讯，向“服务器”发送登录信息；

步骤A.2、用户发送请求：用户在“用户端PC”上右键点击“控制器Server程序”托盘图标，运行“Req”菜单命令，Req请求通过“服务器”的“数据转发服务程序”发送到客户端的“远程控制程序”；

步骤B、远程控制，包括下述步骤：

步骤B.1：在客户端PC，客服人员通过“远程控制程序”，获得客服端PC内加工文件，并列表到远程控制程序界面，选择拟加工的图形文件；

步骤B.2：在客户端PC，客服人员通过“远程控制程序”，经过服务器内的“数据转发服务程序”、用户端PC内的“远程数据接收程序”、用户端PC内的“控制器Server程序”，将选中的图形文件下载到用户端PC的网络文件夹中；

步骤B.3：在客户端PC，客服人员通过“远程控制程序”，经过服务器内的“数据转发服务程序”、用户端PC内的“远程数据接收程序”、用户端PC内的“控制器Server程序”，将加工命令发送到运动控制器中；

步骤B.4：运动控制器根据加工命令中图形文件名，找到用户端PC的网络文件夹中下载的图形文件，并读取文件数据，写入运动控制器内的双缓冲中，运动控制器内部加工任务动态读取双缓冲中数据，进行解析、加工输出；

步骤B.5：在运动控制器中数据传输任务和加工任务并行执行，通过双缓冲交互数据，完成整个远程控制过程。

2.根据权利要求1所述的运动控制器远程控制方法，其特征在于：用户端PC中的网络文件夹被虚拟化为运动控制器内的一个存储目录，运动控制器访问用户PC的网络文件夹中的文件，与访问运动控制器内部的文件一致。

3.运动控制器远程故障诊断方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）、登录：建立起远程控制程序与某个运动控制器的链接，通过远程控制程序操控运动控制器，包括下述步骤：

1.1）、启动运动控制程序：客服人员在“客服端PC”上运行“远程控制程序”，通过TCP/IP协议经Internet与“服务器”通讯，向“服务器”发送登录信息；

1.2）、用户发送请求：用户在“用户端PC”上右键点击“控制器Server程序”托盘图标，运行“Req”菜单命令，Req请求通过“服务器”的“数据转发服务程序”发送到客户端的“远程控制程序”；

2）、发送故障测试点序号：客服人员通过客户端PC内设置的“远程控制程序”，发送故障测试点序号，利用TCP/IP与Internet通讯，经过服务器内的“数据转发服务程序”、用户端PC的“远程数据接收程序”、用户端PC的“控制器Server程序”，最后发送到运动控制器中；

3）、运动控制器管理程序根据接收到的故障测试点序号，打开控制器内响应测试点，此后，只要有数据通过测试点，运动控制器自动将其记录到故障诊断存储器中，当运动控制器处于非加工状态，运动控制器空闲任务将存储器中数据以文件的形式保存下来。

4.根据权利要求3所述的运动控制器远程故障诊断方法，其特征在于：在进行运动控制器远程故障诊断时，同步操作运动控制器的硬件和软件系统，在运动控制器的硬件方面，通过“远程控制程序”发出控制命令软件命令打开运动控制器硬件的故障诊断开关，信号在正常输入或输出的同时并行发送到运动控制器内部FPGA模块，运动控制器内CPU模块通过访问FPGA获得诊断点的状态，并暂时存储到RAM区，当运动控制器处于非加工状态时保存到文件系统中；在运动控制器的软件系统方面，打开运动控制器软件系统中各个模块数据输出部分的故障诊断开关，对应模块的输出数据在正常输出给下一级模块的同时并行输出到RAM区，当运动控制器处于非加工状态时保存到文件系统中。

5.运动控制器远程控制系统，用于实现运动控制器远程控制方法或运动控制器远程故障诊断方法，其特征在于：包括客户端PC、服务器、Internet、至少1个用户端PC、Intranet、至少1个运动控制器及至少一个HMI，所述客户端PC、服务器及用户端PC皆连接Internet，所述用户端PC连接Intranet，所述Intranet连接运动控制器，所述运动控制器连接HMI；所述用户端PC，作为运动控制器存储装置，实现大数据的存储，及时跟踪并解决运动控制器故障，与Internet之间采用TCP/IP协议连接通讯，与Intranet之间采用TCP/IP协议连接通讯。

6.根据权利要求5所述的运动控制器远程控制系统，其特征在于：所述用户端PC内设置有“远程数据接收程序”、 “控制器Server程序”和“网络文件夹”。

7.根据权利要求5所述的运动控制器远程控制系统，其特征在于：所述HMI同运动控制器之间采用串口通讯连接。

8.根据权利要求5所述的运动控制器远程控制系统，其特征在于：所述HMI至少为一个，所述运动控制器至少为一个，所述用户端PC至少为一台。