CN114744932A - 一种电机同步控制方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了工控技术领域的一种电机同步控制方法、系统、设备及介质，方法包括如下步骤：步骤S10、PLC设定一同步偏差阈值，将各圆形码盘分别套设在一步进电机连接的电机轴上；步骤S20、PLC控制各步进电机进行工作，联动各圆形码盘进行旋转；步骤S30、PLC通过步进驱动器获取各步进电机的第一转速，通过槽型光电传感器获取各步进电机的第二转速；步骤S40、PLC基于所述同步偏差阈值、第一转速以及第二转速对各步进电机进行同步控制。本发明的优点在于：极大的提升了电机同步控制的灵活性，极大的降低了电机同步控制的成本。
Description
技术领域
本发明涉及工控技术领域，特别指一种电机同步控制方法、系统、设备及介质。
背景技术
随着工业生产线日趋庞大和复杂，自动化程度逐步提升，由于单轴控制受电机功率的制约，已无法满足工业自动化生产的需要；为了节约成本，提高工业生产线运行的可靠，使用多台电机协调驱动共同的负载已成为一种发展趋势。
多台电机协同传动的系统中，要保证多个执行元件间的速度保持一定关系，即保持速度同步或者具有一定的速比，传统上采用机械传动来刚性联接的方法，即由机械结构来实现同步运行，但是存在自由度受限的缺点；若利用运动控制器来进行多台电机的同步控制，则存在成本过高的缺点。
因此，如何提供一种电机同步控制方法、系统、设备及介质，实现提升电机同步控制的灵活性，降低电机同步控制的成本，成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种电机同步控制方法、系统、设备及介质，实现提升电机同步控制的灵活性，降低电机同步控制的成本。
第一方面，本发明提供了一种电机同步控制方法，包括如下步骤：
步骤S10、PLC设定一同步偏差阈值，将各圆形码盘分别套设在一步进电机连接的电机轴上；
步骤S20、PLC控制各步进电机进行工作，联动各圆形码盘进行旋转；
步骤S30、PLC通过步进驱动器获取各步进电机的第一转速，通过槽型光电传感器获取各步进电机的第二转速；
步骤S40、PLC基于所述同步偏差阈值、第一转速以及第二转速对各步进电机进行同步控制。
进一步地，所述步骤S20具体为：
PLC通过485通讯模块向各步进驱动器发送运行指令，各步进驱动器基于接收的所述运行指令控制对应的步进电机进行工作，各步进电机通过电机轴联动各圆形码盘进行旋转；
所述运行指令携带步进电机的运行转速。
进一步地，所述步骤S30具体为：
PLC通过各步进驱动器实时获取对应步进电机的第一转速，通过槽型光电传感器对圆形码盘进行感应以实时获取各步进电机的第二转速。
进一步地，所述步骤S40具体包括：
步骤S41、PLC判断所述第二转速是否为0，若是，则通过485通讯模块向步进驱动器发送停止运行指令，以停止步进电机的工作；若否，则进入步骤S42；
步骤S42、PLC实时计算各所述第一转速之间的第一转速差值、各所述第二转速之间的第二转速差值，判断所述第一转速差值和第二转速差值是否都小于同步偏差阈值，若是，则继续监测所述第一转速差值和第二转速差值；若否，则说明对应的步进电机存在超前运动，调整步进电机的转速直至所述第一转速差值和第二转速差值均小于同步偏差阈值。
第二方面，本发明提供了一种电机同步控制系统，包括如下模块：
同步偏差阈值设定模块，用于PLC设定一同步偏差阈值，将各圆形码盘分别套设在一步进电机连接的电机轴上；
步进电机运行模块，用于PLC控制各步进电机进行工作，联动各圆形码盘进行旋转；
转速获取模块，用于PLC通过步进驱动器获取各步进电机的第一转速，通过槽型光电传感器获取各步进电机的第二转速；
同步控制模块，用于PLC基于所述同步偏差阈值、第一转速以及第二转速对各步进电机进行同步控制。
进一步地，所述步进电机运行模块具体为：
PLC通过485通讯模块向各步进驱动器发送运行指令，各步进驱动器基于接收的所述运行指令控制对应的步进电机进行工作，各步进电机通过电机轴联动各圆形码盘进行旋转；
所述运行指令携带步进电机的运行转速。
进一步地，所述转速获取模块具体为：
PLC通过各步进驱动器实时获取对应步进电机的第一转速，通过槽型光电传感器对圆形码盘进行感应以实时获取各步进电机的第二转速。
进一步地，所述同步控制模块具体包括：
圆形码盘监测单元，用于PLC判断所述第二转速是否为0，若是，则通过485通讯模块向步进驱动器发送停止运行指令，以停止步进电机的工作；若否，则进入转速调整单元；
转速调整单元，用于PLC实时计算各所述第一转速之间的第一转速差值、各所述第二转速之间的第二转速差值，判断所述第一转速差值和第二转速差值是否都小于同步偏差阈值，若是，则继续监测所述第一转速差值和第二转速差值；若否，则说明对应的步进电机存在超前运动，调整步进电机的转速直至所述第一转速差值和第二转速差值均小于同步偏差阈值。
第三方面，本发明提供了一种电机同步控制设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。
第四方面，本发明提供了一种电机同步控制介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、通过PLC利用485通讯模块获取步进驱动器反馈的第一转速，利用槽型光电传感器获取圆形码盘的第二转速，将各第一转速之间的第一转速差值和各第二转速之间的的第二转速差值均与预设的同步偏差阈值进行比较即可判断是否存在偏差，并调整步进电机的转速直至第一转速差值和第二转速差值均小于同步偏差阈值，即进行步进电机同步控制，还可通过485通讯模块单独控制各步进电机的工作，相对于传统的机械刚性联接，极大的提升了电机同步控制的灵活性，相对于传统上利用运动控制器进行控制，极大的降低了电机同步控制的成本。
2、通过监测到第二转速为0时立即停止步进电机的工作，避免电机轴脱离步进电机后，步进电机还在继续工作，极大的提升了步进电机运行的安全性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种电机同步控制方法的流程图。
图2是本发明一种电机同步控制系统的结构示意图。
图3是本发明一种电机同步控制设备的结构示意图。
图4是本发明一种电机同步控制介质的结构示意图。
图5是本发明一种电机同步控制装置的电路原理框图。
图6是本发明一种电机同步控制装置的结构示意图。
标记说明：
100-一种电机同步控制装置，1-PLC，2-485通讯模块，3-步进驱动器，4-步进电机，5-槽型光电传感器，6-电机轴，7-圆形码盘。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种电机同步控制方法、系统、设备及介质，实现提升电机同步控制的灵活性，降低电机同步控制的成本。
本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：PLC获取步进驱动器反馈的第一转速，利用槽型光电传感器获取圆形码盘的第二转速，分别计算各第一转速之间的第一转速差值，计算各第二转速之间的第二转速差值，将第一转速差值和第二转速差值与同步偏差阈值进行比较判断是否存在偏差，并进行步进电机同步控制，无需机械刚性联接，还可单独控制各步进电机的工作，以提升电机同步控制的灵活性，无需利用运动控制器，以降低电机同步控制的成本。
本申请需使用如下一种电机同步控制装置100，如图5、6所示，包括一PLC1、一485通讯模块2、一步进驱动器3、若干个步进电机4、若干个槽型光电传感器5、若干个电机轴6以及若干个圆形码盘7；所述PLC1的型号优选为西门子S7-1200；
各所述步进电机4的动力输出端分别与一电机轴6连接；各所述圆形码盘7分别套设在一所述电机轴6上；各所述槽型光电传感器5分别设于一所述步进电机4上，且感应方向朝向所述圆形码盘7；
所述485通讯模块2以及槽型光电传感器5均与PLC1连接；所述步进驱动器3的一端与485通讯模块2连接，另一端与所述步进电机4连接。
实施例一
本实施例提供一种电机同步控制方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤S10、PLC(可编程逻辑控制器)设定一同步偏差阈值，将各圆形码盘分别套设在一步进电机连接的电机轴上；
步骤S20、PLC控制各步进电机进行工作，联动各圆形码盘进行旋转；
步骤S30、PLC通过步进驱动器获取各步进电机的第一转速，通过槽型光电传感器获取各步进电机的第二转速；
步骤S40、PLC基于所述同步偏差阈值、第一转速以及第二转速对各步进电机进行同步控制。由于485通讯模块存在时延，槽型光电传感器能更快的获取第二转速，通过比对所述第一转速之间的第一转速差值和第二转速之间的第二转速差值，能更快的对步进电机的同步性进行调整，形成一个闭环系统。
即本申请通过485通讯模块和槽型光电传感器对各步进电机进行同步运动控制或者独立运动控制。
所述步骤S20具体为：
PLC通过485通讯模块向各步进驱动器发送运行指令，各步进驱动器基于接收的所述运行指令控制对应的步进电机进行工作，各步进电机通过电机轴联动各圆形码盘进行旋转；
所述运行指令携带步进电机的运行转速。
所述步骤S30具体为：
PLC通过各步进驱动器实时获取对应步进电机的第一转速，通过槽型光电传感器对圆形码盘进行感应以实时获取各步进电机的第二转速。
所述步骤S40具体包括：
步骤S41、PLC判断所述第二转速是否为0，若是，则通过485通讯模块向步进驱动器发送停止运行指令，以停止步进电机的工作；若否，则进入步骤S42；
步骤S42、PLC实时计算各所述第一转速之间的第一转速差值、各所述第二转速之间的第二转速差值，判断所述第一转速差值和第二转速差值是否都小于同步偏差阈值，若是，则继续监测所述第一转速差值和第二转速差值；若否，则说明对应的步进电机存在超前运动，调整步进电机的转速直至所述第一转速差值和第二转速差值均小于同步偏差阈值。
即通过所述第一转速差值和第二转速差值即可判断各步进电机的运动是超前还是滞后，进而对超前的步进电机进行调整以达到同步控制的目的。
实施例二
本实施例提供一种电机同步控制系统，如图2所示，包括如下模块：
同步偏差阈值设定模块，用于PLC(可编程逻辑控制器)设定一同步偏差阈值，将各圆形码盘分别套设在一步进电机连接的电机轴上；
步进电机运行模块，用于PLC控制各步进电机进行工作，联动各圆形码盘进行旋转；
转速获取模块，用于PLC通过步进驱动器获取各步进电机的第一转速，通过槽型光电传感器获取各步进电机的第二转速；
同步控制模块，用于PLC基于所述同步偏差阈值、第一转速以及第二转速对各步进电机进行同步控制。由于485通讯模块存在时延，槽型光电传感器能更快的获取第二转速，通过比对所述第一转速之间的第一转速差值和第二转速之间的第二转速差值，能更快的对步进电机的同步性进行调整，形成一个闭环系统。
即本申请通过485通讯模块和槽型光电传感器对各步进电机进行同步运动控制或者独立运动控制。
所述步进电机运行模块具体为：
PLC通过485通讯模块向各步进驱动器发送运行指令，各步进驱动器基于接收的所述运行指令控制对应的步进电机进行工作，各步进电机通过电机轴联动各圆形码盘进行旋转；
所述运行指令携带步进电机的运行转速。
所述转速获取模块具体为：
PLC通过各步进驱动器实时获取对应步进电机的第一转速，通过槽型光电传感器对圆形码盘进行感应以实时获取各步进电机的第二转速。
所述同步控制模块具体包括：
圆形码盘监测单元，用于PLC判断所述第二转速是否为0，若是，则通过485通讯模块向步进驱动器发送停止运行指令，以停止步进电机的工作；若否，则进入转速调整单元；
转速调整单元，用于PLC实时计算各所述第一转速之间的第一转速差值、各所述第二转速之间的第二转速差值，判断所述第一转速差值和第二转速差值是否都小于同步偏差阈值，若是，则继续监测所述第一转速差值和第二转速差值；若否，则说明对应的步进电机存在超前运动，调整步进电机的转速直至所述第一转速差值和第二转速差值均小于同步偏差阈值。
即通过所述第一转速差值和第二转速差值即可判断各步进电机的运动是超前还是滞后，进而对超前的步进电机进行调整以达到同步控制的目的。
基于同一发明构思，本申请提供了实施例一对应的电子设备实施例，详见实施例三。
实施例三
本实施例提供了一种电机同步控制设备，如图3所示，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，可以实现实施例一中任一实施方式。
由于本实施例所介绍的电子设备为实施本申请实施例一中方法所采用的设备，故而基于本申请实施例一中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中的方法所采用的设备，都属于本申请所欲保护的范围。
基于同一发明构思，本申请提供了实施例一对应的存储介质，详见实施例四。
实施例四
本实施例提供一种电机同步控制介质，如图4所示，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可以实现实施例一中任一实施方式。
本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、通过PLC利用485通讯模块获取步进驱动器反馈的第一转速，利用槽型光电传感器获取圆形码盘的第二转速，将各第一转速之间的第一转速差值和各第二转速之间的的第二转速差值均与预设的同步偏差阈值进行比较即可判断是否存在偏差，并调整步进电机的转速直至第一转速差值和第二转速差值均小于同步偏差阈值，即进行步进电机同步控制，还可通过485通讯模块单独控制各步进电机的工作，相对于传统的机械刚性联接，极大的提升了电机同步控制的灵活性，相对于传统上利用运动控制器进行控制，极大的降低了电机同步控制的成本。
2、通过监测到第二转速为0时立即停止步进电机的工作，避免电机轴脱离步进电机后，步进电机还在继续工作，极大的提升了步进电机运行的安全性。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种电机同步控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S10、PLC设定一同步偏差阈值，将各圆形码盘分别套设在一步进电机连接的电机轴上；
步骤S20、PLC控制各步进电机进行工作，联动各圆形码盘进行旋转；
步骤S30、PLC通过步进驱动器获取各步进电机的第一转速，通过槽型光电传感器获取各步进电机的第二转速；
步骤S40、PLC基于所述同步偏差阈值、第一转速以及第二转速对各步进电机进行同步控制。
2.如权利要求1所述的一种电机同步控制方法，其特征在于：所述步骤S20具体为：
PLC通过485通讯模块向各步进驱动器发送运行指令，各步进驱动器基于接收的所述运行指令控制对应的步进电机进行工作，各步进电机通过电机轴联动各圆形码盘进行旋转；
所述运行指令携带步进电机的运行转速。
3.如权利要求1所述的一种电机同步控制方法，其特征在于：所述步骤S30具体为：
PLC通过各步进驱动器实时获取对应步进电机的第一转速，通过槽型光电传感器对圆形码盘进行感应以实时获取各步进电机的第二转速。
4.如权利要求1所述的一种电机同步控制方法，其特征在于：所述步骤S40具体包括：
步骤S41、PLC判断所述第二转速是否为0，若是，则通过485通讯模块向步进驱动器发送停止运行指令，以停止步进电机的工作；若否，则进入步骤S42；
步骤S42、PLC实时计算各所述第一转速之间的第一转速差值、各所述第二转速之间的第二转速差值，判断所述第一转速差值和第二转速差值是否都小于同步偏差阈值，若是，则继续监测所述第一转速差值和第二转速差值；若否，则说明对应的步进电机存在超前运动，调整步进电机的转速直至所述第一转速差值和第二转速差值均小于同步偏差阈值。
5.一种电机同步控制系统，其特征在于：包括如下模块：
同步偏差阈值设定模块，用于PLC设定一同步偏差阈值，将各圆形码盘分别套设在一步进电机连接的电机轴上；
步进电机运行模块，用于PLC控制各步进电机进行工作，联动各圆形码盘进行旋转；
转速获取模块，用于PLC通过步进驱动器获取各步进电机的第一转速，通过槽型光电传感器获取各步进电机的第二转速；
同步控制模块，用于PLC基于所述同步偏差阈值、第一转速以及第二转速对各步进电机进行同步控制。
6.如权利要求5所述的一种电机同步控制系统，其特征在于：所述步进电机运行模块具体为：
PLC通过485通讯模块向各步进驱动器发送运行指令，各步进驱动器基于接收的所述运行指令控制对应的步进电机进行工作，各步进电机通过电机轴联动各圆形码盘进行旋转；
所述运行指令携带步进电机的运行转速。
7.如权利要求5所述的一种电机同步控制系统，其特征在于：所述转速获取模块具体为：
PLC通过各步进驱动器实时获取对应步进电机的第一转速，通过槽型光电传感器对圆形码盘进行感应以实时获取各步进电机的第二转速。
8.如权利要求5所述的一种电机同步控制系统，其特征在于：所述同步控制模块具体包括：
圆形码盘监测单元，用于PLC判断所述第二转速是否为0，若是，则通过485通讯模块向步进驱动器发送停止运行指令，以停止步进电机的工作；若否，则进入转速调整单元；
转速调整单元，用于PLC实时计算各所述第一转速之间的第一转速差值、各所述第二转速之间的第二转速差值，判断所述第一转速差值和第二转速差值是否都小于同步偏差阈值，若是，则继续监测所述第一转速差值和第二转速差值；若否，则说明对应的步进电机存在超前运动，调整步进电机的转速直至所述第一转速差值和第二转速差值均小于同步偏差阈值。
9.一种电机同步控制设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述的方法。
10.一种电机同步控制介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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