CN106227188A

CN106227188A - 交流伺服控制系统

Info

Publication number: CN106227188A
Application number: CN201610594037.0A
Authority: CN
Inventors: 徐本亮; 史加悦; 繆惠根; 潘丽杰; 朱琪
Original assignee: Yangtze Delta Region Institute of Tsinghua University Zhejiang
Current assignee: Yangtze Delta Region Institute of Tsinghua University Zhejiang
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2016-12-14

Abstract

本发明公开了一种交流伺服控制系统，它涉及伺服系统技术领域。它包括伺服驱动器、手持监控终端、PC上位机监控软件和伺服系统测试平台，伺服驱动器分别与手持监控终端、PC上位机监控软件、伺服系统测试平台连接，伺服驱动器作为系统核心，实现伺服电机的精确控制、驱动伺服电机并进行通讯交互，手持监控终端、PC上位机监控软件和伺服系统测试平台均围绕这个功能展开，手持监控终端、PC上位机监控软件具备快捷的参数修改方式。本发明整合了伺服驱动器从研发、测试、生产、使用各个阶段的需求，具备更便捷、更效率的参数修改方式，方便用户、厂家做性能调试，实用可靠。

Description

交流伺服控制系统

技术领域

本发明涉及的是伺服系统技术领域，具体涉及交流伺服控制系统。

背景技术

目前，伺服驱动器发展越来越快，在工控领域得到了越来越广泛的应用，而围绕伺服驱动器开发的配套附属设备、软件并没有得到相应的发展，厂家、客户在对伺服驱动器的使用上仍然停留在较为初级的阶段。厂家在开发调试阶段以及出厂生产阶段，在对参数监控、参数修改的时候并没有采用先进的辅助设备，而是采用传统的利用驱动器自身或者烧录软件烧录的方式再做调试；而客户在伺服驱动器的使用过程中，也并没有好的工具可以进行参数的监控、修改、控制性能的分析，基于此，设计一种新型的交流伺服控制系统还是很有必要的。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种交流伺服控制系统，结构简单，设计合理，整合了伺服驱动器从研发、测试、生产、使用各个阶段的需求，具备更便捷、更效率的参数修改方式，方便用户、厂家做性能调试，实用可靠，易于推广使用。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：交流伺服控制系统，包括伺服驱动器、手持监控终端、PC上位机监控软件和伺服系统测试平台，伺服驱动器分别与手持监控终端、PC上位机监控软件、伺服系统测试平台连接，伺服驱动器作为系统核心，实现伺服电机的精确控制、驱动伺服电机并进行通讯交互，手持监控终端、PC上位机监控软件和伺服系统测试平台均围绕这个功能展开，手持监控终端、PC上位机监控软件具备快捷的参数修改方式，PC上位机监控软件还具备波形显示功能，伺服系统测试平台产生测试指令，并分析控制性能。

所述的伺服驱动器为核心控制，伺服电机驱动通讯交互；所述的伺服系统测试平台产生测试指令，分析控制性能；所述的PC上位机监控软件进行参数监控、参数批量管理、波形实时显示及故障报警；所述的手持监控终端进行参数显示、参数修改及参数批量管理。

作为优选，所述的伺服驱动器由驱动板和控制板组成，驱动板与控制板之间通过接插件连接，驱动板中的驱动电源、控制电源均与输入电源接口连接，驱动电源经整流滤波后输入智能功率模块IPM，智能功率模块IPM经电流信号放大后通过控制板电流检测信号处理接入数字信号处理器DSP，DSP产生脉冲宽度调制PWM输出，进行光耦隔离后接入IPM，IPM通过电机接口与电机M连接，电机M上的编码器通过编码器接口输出编码进行光编ABZ信号处理后接入可编程逻辑器CPLD，CPLD与数字信号处理器DSP、反相器连接，CPLD光电隔离信号后通过上位机接口与上位机连接，数字信号处理器DSP通过485总线或CAN总线与2路1394接口连接，数字信号处理器DSP还通过按键接口或显示接口与按键、显示板连接，数字信号处理器DSP接有只读存储器EEPROM。

作为优选，所述的手持监控终端包括有单片机MCU、显示器LCD12864、按键、存储器M95M01，单片机MCU采用单片机MC9S12G48，单片机MCU接至LED指示灯、显示器LCD12864，电源、按键均接至单片机MCU，单片机MCU与存储器M95M01双向连接，单片机MCU还与RS232接口、RS485接口、CAN总线以及仿真接口BDM连接。

作为优选，所述的PC上位机监控软件具有驱动状态设置、驱动参数设置、波形监测以及报警显示功能，驱动状态可进行控制模式设置、当前状态显示以及IO状态监控，驱动参数设置可实现控制参数的修改、参数批量管理以及恢复出厂设置功能，波形监测可对波形实时显示、分析历史数据，报警显示具备报警内容显示以及报警历史查询功能。

作为优选，所述的伺服系统测试平台产生伺服驱动器位置模式所需要的脉冲信号，作为控制量给定，并且可以接入电机反馈信号，通过实际输出与给定信号的对比，可以对伺服驱动器控制性能的好坏做出评估。

本发明的有益效果：本系统充分考虑到了伺服驱动器在研发、调试、生产、现场使用等各个阶段的需要，针对这些需要开发了一整套的设备，为生产厂家调试过程中参数的监控、控制波形的分析、控制性能的检测、参数的批量化管理等方面提供了便利；也为终端用户在参数监控、参数管理、控制性能分析、故障报警等方面带来便利，提高效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明伺服驱动器的结构框图；

图3为本发明手持监控终端的结构框图；

图4为本发明PC上位机监控软件的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-4，本具体实施方式采用以下技术方案：交流伺服控制系统，包括伺服驱动器、手持监控终端、PC上位机监控软件和伺服系统测试平台，伺服驱动器分别与手持监控终端、PC上位机监控软件、伺服系统测试平台连接，伺服驱动器作为系统核心，实现伺服电机的精确控制、驱动伺服电机并进行通讯交互，手持监控终端、PC上位机监控软件和伺服系统测试平台均围绕这个功能展开，手持监控终端、PC上位机监控软件具备快捷的参数修改方式，PC上位机监控软件还具备波形显示功能，伺服系统测试平台产生测试指令，并分析控制性能。

值得注意的是，所述的伺服驱动器由驱动板和控制板组成，驱动板与控制板之间通过接插件连接，驱动板中的驱动电源、控制电源均与输入电源接口连接，控制电源为控制板提供电源，驱动电源经整流滤波后输入智能功率模块IPM，智能功率模块IPM经电流信号放大后通过控制板电流检测信号处理接入数字信号处理器DSP，DSP产生脉冲宽度调制PWM输出，进行光耦隔离后接入IPM，IPM通过电机接口与电机M连接，电机M上的编码器通过编码器接口输出编码进行光编ABZ信号处理后接入可编程逻辑器CPLD，CPLD与数字信号处理器DSP、反相器连接，可编程逻辑器CPLD还通过JTAG接口与数字信号处理器DSP连接，CPLD光电隔离信号后通过上位机接口与上位机连接，数字信号处理器DSP通过485总线或CAN总线与2路1394接口连接，数字信号处理器DSP还通过按键接口或显示接口与按键、显示板连接，数字信号处理器DSP接有只读存储器EEPROM。

值得注意的是，所述的手持监控终端包括有单片机MCU、显示器LCD12864、按键、存储器M95M01，单片机MCU接至LED指示灯、显示器LCD12864，电源、按键均接至单片机MCU，单片机MCU与存储器M95M01双向连接，单片机MCU还与RS232接口、RS485接口、CAN总线以及仿真接口BDM连接，所述单片机MCU采用单片机MC9S12G48。

此外，所述的PC上位机监控软件具有驱动状态设置、驱动参数设置、波形监测以及报警显示功能，驱动状态可进行控制模式设置、当前状态显示以及IO状态监控，驱动参数设置可实现控制参数的修改、参数批量管理以及恢复出厂设置功能，波形监测可对波形实时显示、分析历史数据，报警显示具备报警内容显示以及报警历史查询功能。

本具体实施方式围绕伺服驱动器为中心，配套开发了手持监控终端、PC上位机监控软件、伺服系统测试平台3个外围辅助设备/软件，共同组成一套完整的伺服控制系统；伺服驱动器作为本系统的核心，其最主要功能是实现伺服电机的精确控制，其他辅助设备都是围绕这个功能展开的。

伺服驱动器提供很多的控制参数，以满足用户不同场合不同的控制需求，传统的参数修改方式是通过驱动器自带的按键显示板来修改，效率低，操作不便，本伺服控制系统中手持监控终端以及PC上位机监控软件都具备更便捷、更效率的参数修改方式，并且支持参数批量管理，可针对不同的驱动器做参数批量保存备份，以及批量写入，方便用户、厂家做性能调试，PC上位机监控软件还具备波形显示功能，能够实时显示参数波形，帮助生产调试阶段以及用户参数配置阶段进行控制性能分析。而伺服系统测试平台是一套专门针对伺服系统控制性能进行测试的硬件平台，其主要功能是产生伺服驱动器位置模式所需要的脉冲信号，作为控制量给定，并且可以接入电机反馈信号，通过实际输出与给定信号的对比，可以对伺服驱动器控制性能的好坏做出评估。本测试平台能在速度模式、位置模式下对伺服系统进行测试评估。

本具体实施方式整合了伺服驱动器从研发、测试、生产、使用各个阶段的需求，开发了一整套的辅助设备，解决不同阶段的需求，给各个阶段的工作提供便利，实用可靠，具有广阔的市场应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.交流伺服控制系统，其特征在于，包括伺服驱动器、手持监控终端、PC上位机监控软件和伺服系统测试平台，伺服驱动器分别与手持监控终端、PC上位机监控软件、伺服系统测试平台连接，伺服驱动器作为系统核心，实现伺服电机的精确控制并进行通讯交互，手持监控终端、PC上位机监控软件和伺服系统测试平台均围绕这个功能展开，手持监控终端、PC上位机监控软件具备快捷的参数修改方式，伺服系统测试平台产生测试指令，并分析控制性能。

2.根据权利要求1所述的交流伺服控制系统，其特征在于，所述的伺服驱动器为核心控制，伺服电机驱动通讯交互；所述的伺服系统测试平台产生测试指令，分析控制性能；所述的PC上位机监控软件进行参数监控、参数批量管理、波形实时显示及故障报警；所述的手持监控终端进行参数显示、参数修改及参数批量管理。

3.根据权利要求1所述的交流伺服控制系统，其特征在于，所述的伺服驱动器由驱动板和控制板组成，驱动板与控制板之间通过接插件连接，驱动板中的驱动电源、控制电源均与输入电源接口连接，驱动电源经整流滤波后输入智能功率模块IPM，智能功率模块IPM经电流信号放大后通过控制板电流检测信号处理接入数字信号处理器DSP，DSP产生脉冲宽度调制PWM输出，进行光耦隔离后接入IPM，IPM通过电机接口与电机M连接，电机M上的编码器通过编码器接口输出编码进行光编ABZ信号处理后接入可编程逻辑器CPLD，CPLD与数字信号处理器DSP、反相器连接，CPLD光电隔离信号后通过上位机接口与上位机连接，数字信号处理器DSP通过485总线或CAN总线与2路1394接口连接，数字信号处理器DSP还通过按键接口或显示接口与按键、显示板连接，数字信号处理器DSP接有只读存储器EEPROM。

4.根据权利要求1所述的交流伺服控制系统，其特征在于，所述的手持监控终端包括有单片机MCU、显示器LCD12864、按键、存储器M95M01，单片机MCU采用单片机MC9S12G48，单片机MCU接至LED指示灯、显示器LCD12864，电源、按键均接至单片机MCU，单片机MCU与存储器M95M01双向连接，单片机MCU还与RS232接口、RS485接口、CAN总线以及仿真接口BDM连接。

5.根据权利要求1所述的交流伺服控制系统，其特征在于，所述的PC上位机监控软件具有驱动状态设置、驱动参数设置、波形监测以及报警显示功能，驱动状态可进行控制模式设置、当前状态显示以及IO状态监控，驱动参数设置可实现控制参数的修改、参数批量管理以及恢复出厂设置功能，波形监测可对波形实时显示、分析历史数据，报警显示具备报警内容显示以及报警历史查询功能。

6.根据权利要求1所述的交流伺服控制系统，其特征在于，所述的伺服系统测试平台产生伺服驱动器位置模式所需要的脉冲信号，作为控制量给定，并且可以接入电机反馈信号，通过实际输出与给定信号的对比，可以对伺服驱动器控制性能的好坏做出评估。