CN108765866A - 一种伺服驱动器多路报警信息合成方法 - Google Patents

Abstract

一种伺服驱动器多路报警信息合成方法，根据振荡电路原理搭建数模转换电路，将多路报警信号分别串联电阻或电容后形成检测电路并将该检测电路并联接入所述数模转换电路的输入端，当开漏报警信号的触发或恢复时，会在振荡电路中对应切入或切出某一电阻或电容，从而改变振荡电路的电阻或电容值，令电路的振荡周期相应改变，再通过控制电路根据振荡周期与报警信号的唯一对应关系，得出相应的开漏报警信号的状态，从而实现多路报警信息合成为单路信号的方案。本发明可大幅简化报警电路的整体结构，使多路信号合而为一。使信息合成电路占用空间小，降低设备制造成本的同时为伺服系统的小型化设计提供了更多的自由度，同时还增强了系统的可靠性。

Description

一种伺服驱动器多路报警信息合成方法

技术领域

本发明涉及伺服驱动器技术领域，具体涉及一种伺服驱动器多路报警信息合成方法。

背景技术

在常规伺服驱动器设计中，驱动电路中的报警诸如但不限于直流母线过压、欠压、过流、过温、缺相等信息多采用开漏输出方式，每路开漏信号再单独提供给控制电路。

上述多路报警信号的常规传输电路不仅占用多个控制芯片端口，更增加了驱动器PCB空间，提高了设备制造成本也不利于伺服小型化设计。

发明内容

本发明的目的是：提供一种伺服驱动器多路报警信息合成方法，以解决现有技术中的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种伺服驱动器多路报警信息合成方法，其特征在于：根据振荡电路原理架设报警电路，将多路报警信号分别串联电阻或电容后并联接入振荡电路的输入端，当开漏报警信号的触发或恢复时，相应在振荡电路中对应切入或切出某一电阻或电容，从而改变振荡电路的电阻或电容值，令电路的振荡周期相应改变，再通过控制电路根据振荡周期与报警信号的对应关系，得出相应的开漏报警信号的触发或恢复的状态，从而实现多路报警信息合成为单路信号的方案；

包括如下步骤：

1）基于振荡电路搭建数模转换电路，数模转换电路设有接收电信号的输入端和输出可变方波的输出端；

2）将多路开漏报警信号分别串联电阻或电容，并将串联后的各路并联形成检测电路，将检测电路与数模转换电路的输入端连接；选择并计算各电阻或电容的大小，使多路开漏报警信号按任意组合接入时，输出信号唯一；

3）将带有方波信号识别电路的控制电路与数模转换电路的输出端连接，识别方波信号的周期，并按步骤2中的输出信号与开漏报警信号的对应关系得出开漏报警信号的接入状态；

所述的数模转换电路包括基于定时器的周期可变方波转换电路或基于压频转换器的周期可变方波电路；

所述基于定时器的周期可变方波转换电路包括NE555定时器，周期调节电容C1~Cn的正极与周期基准电容Ca正极、第二电阻Ry的一端、NE555定时器的2脚与6脚连接；周期调节电容C1~Cn的负极分别接入各路开漏报警信号；周期基准电容Ca的负极、旁路电容Cb负极、NE555定时器的1脚接信号地；第二电阻Ry的另一端与第一电阻Rx的一端连接至NE555定时器的7脚上；第一电阻Rx的另一端与NE555定时器的4脚及8脚接入定时器工作电压VCC，3脚为输出端与控制电路连接；

所述基于压频转换器的周期可变方波电路包括LM331压频转换器，周期调节电阻R1~Rn的一端与周期基准电阻Ra的一端、上拉电阻Rup的一端、第一滤波电容CIN的正极、LM331压频转换器的7脚连接；周期调节电阻R1~Rn的另一端分别接入各路开漏报警信号；周期基准电阻Ra的另一端、第一滤波电容CIN的负极、负载电阻RL的一端，负载电容CL的负极、第二电阻RS的一端、第一电容Ct的负极、LM331压频转换器的4脚接信号地；负载电阻RL的另一端与负载电容CL的正极、LM331压频转换器的1脚及6脚相连；第二电阻RS的另一端与LM331压频转换器的2脚连接；上拉电阻Rup的另一端、第一电阻Rt的一端、LM331压频转换器的8脚接入压频转换器的工作电压VCC；第一电阻Rt的另一端与第一电容Ct的正极连接至LM331压频转换器的5脚上；LM331压频转换器的3脚连接至控制电路接收端。

本发明的优点是：相较于常规的多路报警信号传输电路，本发明可大幅简化报警电路的整体结构，使多路信号合而为一。由本发明所述方法构造的多路报警信息合成电路占用空间小，控制电路的报警信息输入接口仅需1路，降低设备制造成本的同时为伺服系统的小型化设计提供了更多的自由度；不仅如此，控制电路通过单路报警合成信号周期得出相应报警状态的方法包含了对各路报警信号滤波的功能，滤除了报警信号中的毛刺，避免误报警的发生，增强了系统的可靠性。

附图说明

图1为本发明伺服驱动器多路报警信息合成方法实施框图；

图2为本发明伺服驱动器多路报警信息合成方法一个实施例电路结构图；

图3为本发明伺服驱动器多路报警信息合成方法另一实施例电路结构图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种伺服驱动器多路报警信息合成方法，根据振荡电路原理架设报警电路，将多报警信号分别串联电阻或电容后并联接入振荡电路的输入端，当开漏报警信号的触发或恢复时，相应在振荡电路中对应切入或切出某一电阻或电容，从而改变振荡电路的电阻或电容值，令电路的振荡周期相应改变，再通过控制电路根据振荡周期与报警信号的对应关系，得出相应的开漏报警信号的触发或恢复的状态，从而实现多路报警信息合成为单路信号的方案；

包括如下步骤：

1）基于振荡电路搭建数模转换电路，数模转换电路设有接收电信号的输入端和输出可变方波的输出端；输入为多路开漏报警信号、输出为单路周期性信号的报警合成电路。其中多路开漏报警信号的触发或恢复会改变振荡电路的总电阻值或电容值。当电路结构确定后，可得到电路输出合成报警信号的周期公式。

根据伺服驱动器设计报警响应速度及待合成报警信号数目，设定合成报警信号周期范围。该周期的确定遵从以下原则：当输出最大周期的报警信号时，不对控制电路报警信息响应处理速度造成影响；当输出最小周期报警信号时，不对控制电路报警信息解析精度造成影响。

2）形成将多路开漏报警信号分别串联电阻或电容，并将串联后的各路并联形成检测电路，将检测电路与数模转换电路的输入端连接；选择并计算各电阻或电容的大小，使多路开漏报警信号按任意组合接入时，输出信号唯一；根据上述合成报警信号的周期公式，结合已确定的合成报警信号周期范围，合理计算并分配各开漏报警信号变化而对应切入或切出的电阻或电容值。计算分配参数值应遵循以下原则：任意开漏报警信号状态组合所对应的合成报警信号周期应介于上述周期的最大值与最小值之间，且应具备唯一性并相互保持合理的差别，以保证控制电路获取合成报警信号后能够容易区分及解析其代表的独特信息。

3）将带有方法信号识别电路的控制电路与数模转换电路的输出端连接，识别方波信号的周期，并按步骤2中的输出信号与开漏报警信号的对应关系得出开漏报警信号的接入状态；依此关系，控制电路在检测到合成报警电路输出的周期信号后，对应解析出涵盖的报警信息。

所述的数模转换电路包括基于定时器的周期可变方波转换电路或基于压频转换器的周期可变方波电路；

所述基于定时器的周期可变方波转换电路包括NE555定时器，周期调节电容C1~Cn的正极与周期基准电容Ca正极、第二电阻Ry的一端、NE555定时器的2脚与6脚连接；周期调节电容C1~Cn的负极分别接入各路开漏报警信号；周期基准电容Ca的负极、旁路电容Cb负极、NE555定时器的1脚接信号地；第二电阻Ry的另一端与第一电阻Rx的一端连接至NE555定时器的7脚上；第一电阻Rx的另一端与NE555定时器的4脚及8脚接入定时器工作电压VCC，3脚为输出端与控制电路连接；

所述基于压频转换器的周期可变方波电路包括LM331压频转换器，周期调节电阻R1~Rn的一端与周期基准电阻Ra的一端、上拉电阻Rup的一端、第一滤波电容CIN的正极、LM331压频转换器的7脚连接；周期调节电阻R1~Rn的另一端分别接入各路开漏报警信号；周期基准电阻Ra的另一端、第一滤波电容CIN的负极、负载电阻RL的一端，负载电容CL的负极、第二电阻RS的一端、第一电容Ct的负极、LM331压频转换器的4脚接信号地；负载电阻RL的另一端与负载电容CL的正极、LM331压频转换器的1脚及6脚相连；第二电阻RS的另一端与LM331压频转换器的2脚连接；上拉电阻Rup的另一端、第一电阻Rt的一端、LM331压频转换器的8脚接入压频转换器的工作电压VCC；第一电阻Rt的另一端与第一电容Ct的正极连接至LM331压频转换器的5脚上；LM331压频转换器的3脚连接至控制电路接收端。

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图2所示为本发明伺服驱动器多路报警信息合成方法较佳实施方式的电路图，其基于555定时器构造振荡电路，输出合成多路报警信息的周期可变的单路方波信号。其实施步骤如下：

设计合成报警电路结构。电阻Rx、电阻Ry、NE555定时器2脚对地电容、NE555定时器U1构成多谐振荡器，所述多谐振荡器在NE555定时器3脚上输出方波信号，该方波信号周期计算公式如式1所示。

式1中C为NE555定时器2脚对地电容值。

当发生报警事件，对应事件的开漏报警信号被拉低，负极与所述报警信号相连的周期调节电容被接地，即与周期基准电容Ca并联。此时NE555定时器2脚对地电容值C由式2计算。

式2中，ΣC代表所有被接地的周期调节电容值之和。

确定合成报警信号周期。设伺服驱动器合成报警周期不得超过100μs，共3路开漏报警信号需要合成。

合理计算分配参数值。合理设置周期基准电容Ca以及周期调节电容C1，C2，C3数 值，使不同的周期调节电容组合对应的周期具备唯一性。本文给出一组设计参数，见表1所 示。

设计项	Rx(Ω)	Ry(Ω)	Ca(nF)	C1(nF)	C2(nF)	C3(nF)
							设计值	820	630	5	10	12	15

形成合成报警周期对应。根据之前确定的各项参数，可得出下表中的各种情况的 开漏报警组合对应的单路合成报警信号周期关系。表中1表示该路开漏报警信号存在报警， 0表示无报警。

第1路开漏报警	第2路开漏报警	第3路开漏报警	合成报警周期(μs)
				0	0	0	10.4
0	0	1	41.6
				0	1	0	35.4
0	1	1	66.6
				1	0	0	31.2
1	0	1	62.4
				1	1	0	56.2
1	1	1	87.4

控制电路根据上表就可以对接收到的合成报警信号周期进行内容解析。

实施例2

如图3所示为本发明伺服驱动器多路报警信息合成方法较佳实施方式的电路图，其基于LM331压频转换器构造振荡电路，输出合成多路报警信息的周期可变的单路方波信号。其实施步骤如下：

设计合成报警电路结构。图3电路可将LM331压频转换器7脚输入的电压值对应转换成3脚上输出方波信号周期，其中电容Ct、LM331及图中全部电阻构成振荡电路。方波信号周期计算公式如式3所示。

式3中V_IN为LM331压频转换器7脚输入电压。

当发生报警事件，对应事件的开漏报警信号被拉低，负极与所述报警信号相连的周期调节电阻被接地，即与周期基准电阻Ra并联。此时LM331压频转换器7脚输入电压V_IN由式4计算。

式4中，R_G代表LM331压频转换器7脚的对地电阻。

确定合成报警信号周期。设伺服驱动器合成报警周期不得超过100μs，共3路开漏报警信号需要合成。

合理计算分配参数值。参考LM331技术手册推荐电路，可首先确定表3中参数值。

设计项	Rt(kΩ)	Rs(kΩ)	RL(kΩ)	Ct(μF)	CL(μF)	CIN(μF)
							推荐值	6.8	17	100	0.01	1	0.1

合理设置周期基准电阻Ra、上拉电阻Rup以及周期调节电阻R1，R2，R3数值，使不同 的周期调节电阻组合对应的周期具备唯一性。本文给出一组设计参数，见表1所示。

设计项	Rup(kΩ)	Ra(kΩ)	R1(kΩ)	R2(kΩ)	R3(kΩ)
						设计值	0.27	1	1	2	4

形成合成报警周期对应。根据之前确定的各项参数，可得出下表中的各种情况的 开漏报警组合对应的单路合成报警信号周期关系。表中1表示该路开漏报警信号存在报警， 0表示无报警。

第1路开漏报警	第2路开漏报警	第3路开漏报警	合成报警周期(μs)
				0	0	0	70.7
0	0	1	74.5
				0	1	0	78.3
0	1	1	82
				1	0	0	85.8
1	0	1	89.6
				1	1	0	93.3
1	1	1	97.1

控制电路根据上表就可以对接收到的合成报警信号周期进行内容解析。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种伺服驱动器多路报警信息合成方法，其特征在于：根据振荡电路原理架设报警电路，将多报警信号分别串联电阻或电容后并联接入振荡电路的输入端，当开漏报警信号的触发或恢复时，相应在振荡电路中对应切入或切出某一电阻或电容，从而改变振荡电路的电阻或电容值，令电路的振荡周期相应改变，再通琮控制电路根据振荡周期与报警信号的对应关系，得出相应的开漏报警信号的触发或恢复的状态，从而实现多路报警信息合成为单路信号的方案；

包括如下步骤：

1）基于振荡电路搭建数模转换电路，数模转换电路设有接收电信号的输入端和输出可变方波的输出端；

2）将多路开漏报警信号分别串联电阻或电容，并将串联后的各路并联形成检测电路，将检测电路与数模转换电路的输入端连接；选择并计算各电阻或电容的大小，使多路开漏报警信号按任意组合接入时，输出信号唯一；

3）将带有方法信号识别电路的控制电路与数模转换电路的输出端连接，识别方波信号的周期，并按步骤2中的输出信号与开漏报警信号的对应关系得出开漏报警信号的接入状态；

所述的数模转换电路包括基于定时器的周期可变方波转换电路或基于压频转换器的周期可变方波电路；

所述基于定时器的周期可变方波转换电路包括NE555定时器，周期调节电容C1~Cn的正极与周期基准电容Ca正极、第二电阻Ry的一端、NE555定时器的2脚与6脚连接；周期调节电容C1~Cn的负极分别接入各路开漏报警信号；周期基准电容Ca的负极、旁路电容Cb负极、NE555定时器的1脚接信号地；第二电阻Ry的另一端与第一电阻Rx的一端连接至NE555定时器的7脚上；第一电阻Rx的另一端与NE555定时器的4脚及8脚接入定时器工作电压VCC，3脚为输出端与控制电路连接；

所述基于压频转换器的周期可变方波电路包括LM331压频转换器，周期调节电阻R1~Rn的一端与周期基准电阻Ra的一端、上拉电阻Rup的一端、第一滤波电容CIN的正极、LM331压频转换器的7脚连接；周期调节电阻R1~Rn的另一端分别接入各路开漏报警信号；周期基准电阻Ra的另一端、第一滤波电容CIN的负极、负载电阻RL的一端，负载电容CL的负极、第二电阻RS的一端、第一电容Ct的负极、LM331压频转换器的4脚接信号地；负载电阻RL的另一端与负载电容CL的正极、LM331压频转换器的1脚及6脚相连；第二电阻RS的另一端与LM331压频转换器的2脚连接；上拉电阻Rup的另一端、第一电阻Rt的一端、LM331压频转换器的8脚接入压频转换器的工作电压VCC；第一电阻Rt的另一端与第一电容Ct的正极连接至LM331压频转换器的5脚上；LM331压频转换器的3脚连接至控制电路接收端。