CN202075605U - Can现场总线结构局域网式的智能自动化步进控制装置 - Google Patents

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龚蕴萍
叶苗康
蔡建强
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Abstract

本实用新型涉及一种CAN现场总线结构局域网式的智能自动化步进控制装置，包括：N个步进控制系统；所述的每个步进控制系统包括一个步进驱动器和一个步进电机；还包括：一个上位控制单元；所述的上位控制单元与CAN通讯接口相连；所述的CAN通讯接口与每个步进控制系统及在线式操作器中的CAN通讯接口相连；本实用新型的有益效果是：由于采用CAN现场总线作为通讯单元，构建了低成本的局域网式系统并实现了运动控制及查询状态的管控工作；CAN现场总线所具有的通讯灵活及极强的抗干扰能力，保障了整个系统工作的稳定性和高可靠性，满足了FA机器的功能复合化和实时监控的新需求。

Description

CAN现场总线结构局域网式的智能自动化步进控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种步进控制系统，尤其涉及该步进控制系统的控制装置。
背景技术
步进电机可以简单地定义为：根据输入的脉冲信号，每改变一次励磁状态就前进一定角度，如不改变励磁状态则保持一定位置而静止的电机。步进电机的机理是基于最基本的电磁铁作用。步进电机、步进驱动器、控制器构成自动化(步进)控制系统的不可分割的三大部分，是机电一体化的典型实用方案之一。其系统框图如图1所示，其中：控制单元是上位控制，步进驱动器是运动控制单元，步进电机是运动执行机构，机械运动机构是运动执行机构。
随着近十年来电子控制系统的飞速发展，自动化(步进)控制系统已渗透至数字控制的各个领域，特别是在OA机器(Office Automation)、FA机器(Factory Automation)及计算机外部设备等许多不同的领域中广泛应用。但是在同一台机器(设备)中需要有不同方向和同方向并列有N项的机械运动时，需有N组步进控制系统共同控制其机械运动，以达到其自动化工作的目的。其系统框图如图2所示。由此可见，该方案中共计有N个独立控制器，协同其配合动作完成整机的复杂工作是极其困难，N个控制器的存在导致其成本过于高昂。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供了一种CAN现场总线结构局域网式的智能自动化步进控制装置，旨在解决上述的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型包括：N个步进控制系统；所述的每个步进控制系统包括一个步进驱动器和一个步进电机；还包括：一个上位控制单元；所述的上位控制单元与CAN通讯接口相连；所述的CAN通讯接口与每个步进控制系统及在线式操作器中的CAN通讯接口相连。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：由于采用CAN现场总线作为通讯单元，构建了低成本的局域网式智能自动化(步进)控制装置，实现对几十组至最高的110组智能自动化(步进)控制系统的运动控制及查询状态的管控工作；CAN现场总线所具有的通讯灵活以及极强的抗干扰能力，保障了整个系统工作的稳定性和高可靠性，满足了FA机器的功能复合化和实时监控的新需求。
附图说明
图1是单个步进控制系统的原理框图。
图2是现有技术中多个并列步进控制系统的原理框图。
图3是本实用新型的模块图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
由图3可见：本实用新型包括N个步进控制系统；所述的每个步进控制系统包括一个步进驱动器和一个步进电机；还包括：一个上位控制单元；所述的上位控制单元与CAN通讯接口相连；所述的CAN通讯接口与每个步进控制系统及在线式操作器中的CAN通讯接口相连。
本实用新型中采用现有技术的CAN现场总线及CAN通讯接口：
CAN现场总线具有非破坏性总线仲裁技术，保持CAN现场总线传输状态正常；网络上的节点可达110个；现场总线通信格式采用短帧格式，每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，保证数据通信的可靠性；节点有能力识别永久性故障和暂时扰动，可自动关闭故障节点，抗干扰性好。CAN现场总线是从汽车行业发展而来的总线通讯技术，是目前所有总线通讯技术中抗干扰性能最好的之一，因而非常适合工厂过程控制的特别需要。
CAN通讯接口是通讯驱动器和接收器电特性模态的转换功能的专用集成电路，是CAN总线与微处理器(CPU)单元间的桥梁。传输速率与CAN总线的通讯速率相匹配。CAN通讯接口专用集成电路被植入手持式控制器或智能化步进电机驱动器内，以更于互相连接的要求很便捷地得到满足。
智能自动化(步进)控制系统：
是由智能化步进驱动器和带编码器的步进电机组成，由于智能化步进驱动器内部具有八位低功耗的CMOS微处理器(CPU)作为信息处理中心，叠加传感和内部采样功能，有了实现运动功能控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能的基础。
采用现有技术的在线式操作器：
是一个可单手握牢，单手操作的操作器；具有十六位按键作为输入界面；有一个2英时大的液晶显示屏作为显示指令和各节点运动状态的界面；核心是个八位低功耗的CMOS微处理器(CPU)。它能通过按键功能和液晶显示屏组成的人机对话界面，经过内置的CAN通讯接口，把要求的工作指令不经过控制单元直接发送至指定位置的智能化步进电机系统的内置微处理器上，指挥该位置的智能化步进电机系统进行运动并查询运动变化的参数在液晶显示屏上实时显示。它对使用人员的技能要求不高，非常适合FA机器工程师进行设备维护时就近调试或者是操作员工就近调整生产状态工作。
本实用新型通过一个CAN通信接口与FA机器的主控制单元直接联接，实现对几十组至最高的110组智能自动化(步进)控制系统的运动控制及查询状态的管控工作；由于采用CAN现场总线作为通讯单元，CAN现场总线所具有的通讯灵活以及极强的抗干扰能力，保障了整个系统工作的稳定性和高可靠性，满足了FA机器的功能复合化和实时监控的新需求。

Claims (1)

1.一种CAN现场总线结构局域网式的智能自动化步进控制装置，包括：N个步进控制系统；所述的每个步进控制系统包括一个步进驱动器和一个步进电机；其特征在于还包括：一个上位控制单元；所述的上位控制单元与CAN通讯接口相连；所述的CAN通讯接口与每个步进控制系统及在线式操作器中的CAN通讯接口相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102736573A (zh) * 2011-04-14 2012-10-17 上海斯达普实业有限公司 Can现场总线结构局域网式的智能自动化步进控制装置
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