CN204086905U - 新型运动控制器生产检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了新型运动控制器生产检测系统，包括模拟量输入电路、模拟量输出电路、信号处理电路、数字量输入电路、数字量输出电路、控制计算机，所述模拟量输入电路连接信号处理电路，所述信号处理电路连接模拟量输出电路，所述数字量输入电路连接信号处理电路，所述模拟量输出电路连接信号处理电路，所述控制计算机连接信号处理电路，所述模拟量输入电路至少为1路输入，所述模拟量输出电路至少为1路输出，所述数字量输入电路至少为1路输入，所述数字量输出电路至少为1路输出，采用电路化封装设计，选通接线少，易于扩展，能够对任意运动控制器的多路信号进行检测。

Description

新型运动控制器生产检测系统

技术领域

　　本实用新型涉及检测技术领域，具体的说是新型运动控制器生产检测系统。

背景技术

运动控制器一般有多种型号，每种型号的外部接口在数量和功能上有所差异，生产部门往往给每个型号的控制器单独设计一个生产检测板。造成制造成本高，生产周期长，且检测人员需要熟悉多个检测板的使用。运动控制器主要的输入输出信号有：模拟量输入信号、模拟量输出信号、数字量输入信号、数字量输出信号。

如图2所示为某类型的生产检测板，检测板上安装有电源，29个按钮，模拟数字输入信号，16个显示数字输出信号的指示灯；其中62芯插座用于与运动控制器信号连接；检测运动控制器输入口时，由检测人员依次手拨检测板按钮开关，运动控制器接收到信号后，显示其状态；检测输出口时，由运动控制器输出信号，控制该检测板指示灯，由生产检测人员观察指示灯状态判断输出口工作是否正常。

可以看出，这种生产检测板存在如下问题：（1）信号固定。如果检测信号类型、个数发生变化，需要重新设计检测板；（2）只能检测低频信号；（3）容易由于检测人员的疏忽导致检测出错；（4）不能实现自动连续检测。

如图3所示为另一种类型的生产检测板，检测板上设计有电源、CPU单元、FPGA单元、16个模拟量输入口、16个数字输入口、16个数字量输出口；由CPU单元自动选通各路信号，依次进行检测，可自动检测运动控制器16路模拟量输出、16路数字量输入、16路数字量输出信号，检测结果由检测板自动记录到文件中。

图3所示的检测板较图2所示检测板有较大改善，可自动完成测试过程。但仍存在：信号扩展困难，相同类型的信号最多只能检测16路，无法适应多种控制器信号的要求。

实用新型内容

　　本实用新型的目的在于提供新型运动控制器生产检测系统，采用电路化封装设计，选通接线少，易于扩展，能够对任意运动控制器的多路信号进行检测。

本实用新型通过下述技术方案实现：新型运动控制器生产检测系统，包括模拟量输入电路、模拟量输出电路、信号处理电路、数字量输入电路、数字量输出电路、控制计算机，所述信号处理电路包括DSP单元、FPGA单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、数字量输入单元、数字量输出单元、Zigbee单元、存储单元，所述模拟量输入电路连接信号处理电路，所述信号处理电路连接模拟量输出电路，所述数字量输入电路连接信号处理电路，所述模拟量输出电路连接信号处理电路，所述控制计算机连接信号处理电路，所述模拟量输入电路至少为1路输入，所述模拟量输出电路至少为1路输出，所述数字量输入电路至少为1路输入，所述数字量输出电路至少为1路输出。

进一步的，为更好的实现本实用新型，所述模拟量输入电路内设置有作为至少1路模拟量输入的AIN接口、AIN多位开关、AIN处理器及AI-Zigbee，所述AI-Zigbee分别连接AIN处理器和Zigbee单元，所述AIN处理器连接AIN多位开关，所述AIN多位开关分别连接AIN接口模拟量输入单元。

进一步的，为更好的实现本实用新型，所述模拟量输出电路内设置有作为至少1路模拟量输出的AOUT接口、AOUT多位开关、AOUT处理器及AO-Zigbee，所述AO-Zigbee分别连接AOUT处理器和Zigbee单元，所述AOUT处理器连接AOUT多位开关，所述AOUT多位开关分别连接AOUT接口和模拟量输出单元。

进一步的，为更好的实现本实用新型，所述数字量输入电路内设置有作为至少1路数字量输入的DIN接口、DIN多位开关、DIN处理器及DI-Zigbee，所述DI-Zigbee分别连接DIN处理器和Zigbee单元，所述DIN处理器连接DIN多位开关，所述DIN多位开关分别连接DIN接口和数字量输入单元。

进一步的，为更好的实现本实用新型，所述数字量输出电路内设置有作为至少1路数字量输出的DOUT接口、DOUT多位开关、DOUT处理器及DO-Zigbee，所述DO-Zigbee分别连接DOUT处理器和Zigbee单元，所述DOUT处理器连接DOUT多位开关，所述DOUT多位开关分别连接DOUT接口和数字量输出单元。

进一步的，为更好的实现本实用新型，所述DSP单元分别连接控制计算机FPGA单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、Zigbee单元和存储单元，所述FPGA单元分别连接数字量输入单元和数字量输出单元，所述模拟量输入单元连接模拟量输入电路，所述模拟量输出单元连接模拟量输出电路，所述数字量输入单元连接数字量输入电路，所述数字量输出单元连接数字量输出电路。

　　本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型采用电路化封装设计，选通接线少，易于扩展，能够对任意运动控制器的多路信号进行检测。

（2）本实用新型相比现有运动控制器检测系统而言，能够同时对模拟量和数字量的输入和输出信号进行检测，使得检测能力更强。

（3）本实用新型在使用时，可随时加载模拟量输入电路、模拟量输出电路、数字量输入电路、数字量输出电路，以适应变化的运动控制器的信号输入输出变化。

附图说明

图1为本实用新型的架构图。

图2为某类型的生产检测板。

图3为另一种类型的生产检测板。

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实用新型。

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

新型运动控制器生产检测系统，如图1所示，包括模拟量输入电路、模拟量输出电路、信号处理电路、数字量输入电路、数字量输出电路、控制计算机，所述信号处理电路包括DSP单元、FPGA单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、数字量输入单元、数字量输出单元、Zigbee单元、存储单元，所述模拟量输入电路连接信号处理电路，所述信号处理电路连接模拟量输出电路，所述数字量输入电路连接信号处理电路，所述模拟量输出电路连接信号处理电路，所述控制计算机连接信号处理电路，所述模拟量输入电路至少为1路输入，所述模拟量输出电路至少为1路输出，所述数字量输入电路至少为1路输入，所述数字量输出电路至少为1路输出。

在设计时，各个输入、输出电路外接的信号为32路，模拟量输入电路设置为至多32路信号输入，模拟量输出电路设置为至多32路信号输出，数字量输入电路设置为至多32路信号输入，数字量输出电路设置为至多32路信号输出，当有运动控制器的模拟量或数字量的输入或输出信号超过32路，仅增加对应的模拟量输入\输出电路或数字量输入\输出电路即可。

模拟量输入电路、模拟量输出电路、数字量输入电路、数字量输出电路各只有一路有线信号线与信号处理电路连接，另外可通过Zigbee单元，实现信号处理电路与模拟量输入电路、模拟量输出电路、数字量输入电路、数字量输出电路的控制信号传递，各电路通过Zigbee网络，形成一种星型网络结构。

DSP单元：数字信号处理器，优选的数字处理器芯片型号为TMS320C2000、TMS320C6000；

FPGA单元：现场可编程门阵列，实现数字信号的检测。优选的FPGA芯片系列为Cyclone II系列、Cyclone IV系列、Xilinx Spartan-6系列；

MCU：控制Zigbee，实现无线通讯，并控制各电路内多位开关，实现检测信号的选择，可采用Cotex-M系列、Cotex-A系列的MCU处理器。

控制计算机：发出检测控制命令，存储和显示检测结果。通过网络方式（TCP/IP）、USB或串口的方式与信号处理电路连接。

信号处理电路：完成模拟输入信号的数模转换、数字输入信号宽度检测、数字输入信号电平检测、数字信号输出、信号滤波等功能。该电路是一个ZigBee网络的全功能设备（FFD），负责发起、建立和管理整个检测系统Zigbee网络，ZigBee通讯主要实现本检测系统内各电路及电路内通道的选通。

使用时，将运动控制器外部信号连接到本检测系统的模拟量输入电路、数字量输入电路、数字量输出电路及模拟量输出电路之一。

运动控制器通过网络、USB线或串口与控制计算机连接。

控制计算机、运动控制器、本检测系统各电路上电，检测电路对供电电源的要求：输出电压24V，最大输出电流大于等于2A。

控制计算机发送通道选通数据包到信号处理电路，其DSP单元通过Zigbee单元，采用群发方式，转发选通数据包，选通数据包包括电路识别码、通道号。

检测运动控制器模拟量输出信号：控制计算机发出控制命令，控制运动控制器模拟量输出端口，依次输出电压信号（根据需要输出，如1V、2V、3V、4V、5V等），信号处理电路启动AD转换，读取转换结果，记录到文件。

检测运动控制器模拟量输入信号：控制计算机输出控制命令，控制信号处理电路依次输出模拟量信号，输出给运动控制器对应模拟量输入接口，运动控制器将接收到的模拟量信号写入文件。

检测运动控制器数字量输出信号：第一步，信号幅值检测，控制计算机发出控制命令，控制运动控制器数字量输出端口，依次输出高低电平，信号处理电路启动AD转换，读取转换结果，记录到文件；第二步，信号计数检测，控制计算机发出控制命令，控制运动控制器数字量输出端口，以一定的频率连续发出一定数量的高低电平信号（即脉冲信号），信号处理电路中FPGA单元对脉冲信号计数，DSP单元读出计数值，记录到文件。

检测运动控制器数字量输入信号：第一步，检测信号电平，控制计算机输出控制命令，控制信号处理电路依次高低电平，输出给运动控制器对应数字量输入接口，运动控制器将接收到的数字量信号写入文件；第二步，检测信号噪声容限，控制计算机输出控制命令，控制信号处理电路依次发出模拟量电压信号，输出给运动控制器对应数字量输入接口，运动控制器将接收到的数字量信号写入文件。

控制计算机读出信号处理电路、运动控制器中测试记录文件，将检测值与理论结果相比较，输出测试结果。

本检测系统通过网络接口与控制计算机连接，可以直连也可以通过路由器连接，采用TCP/IP通讯协议，这种方式可通过网络同时连接任意数量的运动控制器。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的，为更好的实现本实用新型，所述模拟量输入电路内设置有作为至少1路模拟量输入的AIN接口、AIN多位开关、AIN处理器（AI-MCU）及AI-Zigbee，所述AI-Zigbee分别连接AIN处理器和Zigbee单元，所述AIN处理器连接AIN多位开关，所述AIN多位开关分别连接AIN接口模拟量输入单元，AIN接口设置有AIN1—AINn路输入。

AINn：第n路模拟量输入口，外接运动控制器模拟量输出信号。

Zigbee：无线通讯单元，支持信号处理电路与模拟量输入电路、模拟量输出电路、数字量输入电路、数字量输出电路之间的通讯，信号处理电路通过Zigbee单元选择其它电路的检测信号端口。

模拟量输入电路：接收运动控制器发来的模拟量信号。根据信号处理电路Zigbee单元发来的控制信号，选择相应的模拟量输入端口，通过有线方式，将信号传输到信号处理电路的模拟量输入单元；该电路是一个ZigBee网络的精简功能设备（RFD），测量电压范围：0~20V。

实施例3：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，所述模拟量输出电路内设置有作为至少1路模拟量输出的AOUT接口、AOUT多位开关、AOUT处理器（AO-MCU）及AO-Zigbee，所述AO-Zigbee分别连接AOUT处理器和Zigbee单元，所述AOUT处理器连接AOUT多位开关，所述AOUT多位开关分别连接AOUT接口和模拟量输出单元，AOUT接口设置有AOUT1—AOUTn路输出。

AOUTn：第n路模拟量输出口，外接运动控制器模拟量输入信号。

模拟量输出电路：输出模拟量信号给运动控制器。根据信号处理电路Zigbee单元发来的控制信号，选择相应的模拟量输出端口，信号处理电路通过有线方式，将模拟量输出信号传输到模拟量输出电路的指定端口。该电路是一个ZigBee网络的精简功能设备（RFD）。输出电压范围：0~10V。

实施例4：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，所述数字量输入电路内设置有作为至少1路数字量输入的DIN接口、DIN多位开关、DIN处理器（DI-MCU）及DI-Zigbee，所述DI-Zigbee分别连接DIN处理器和Zigbee单元，所述DIN处理器连接DIN多位开关，所述DIN多位开关分别连接DIN接口和数字量输入单元，DIN接口设置有DIN1—DINn路输入。

DINn：第n路数字量输入口，外接运动控制器数字量输出信号。

数字量输入电路：接收运动控制器发来的数字量信号。根据信号处理电路Zigbee单元发来的控制信号，选择相应的数字量输入端口，通过有线方式，将信号传输到信号处理电路的数字量输入单元。该电路是一个ZigBee网络的精简功能设备（RFD）。测量电压范围：0~5V。最大采样频率4MHz。

实施例5：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，所述数字量输出电路内设置有作为至少1路数字量输出的DOUT接口、DOUT多位开关、DOUT处理器（DO-MCU）及DO-Zigbee，所述DO-Zigbee分别连接DOUT处理器和Zigbee单元，所述DOUT处理器连接DOUT多位开关，所述DOUT多位开关分别连接DOUT接口和数字量输出单元，DOUT接口设置有DOUT1—DOUTn路输入。

DOUTn：第n路数字量输出口，外接运动控制器数字量输入信号。

数字量输出电路：输出数字量信号给运动控制器。根据信号处理电路Zigbee单元发来的控制信号，选择相应的数字量输出端口，信号处理电路通过有线方式，将数字量输出信号传输到数字量输出电路的指定端口。该电路是一个ZigBee网络的精简功能设备（RFD）。输出电压范围：0~24V。

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，为更好的实现本实用新型，所述DSP单元分别连接控制计算机FPGA单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、Zigbee单元和存储单元，所述FPGA单元分别连接数字量输入单元和数字量输出单元，所述模拟量输入单元连接模拟量输入电路，所述模拟量输出单元连接模拟量输出电路，所述数字量输入单元连接数字量输入电路，所述数字量输出单元连接数字量输出电路。

不同的运动控制器，外部输入输出信号有所差异，通过该测试系统，可用于不同控制器接口的检测。如：

（1）一种型号运动控制器外部信号包括：24路通用数字输出口、16路通用数字输入口、4路脉冲信号输出口、4路方向信号输出口、4路编码器信号输入口。

（2）另一种运动控制器外部信号包括：16路通用数字输出口、16路通用数字输入口、3路脉冲信号输出口、3路方向信号输出口、2路模拟量输出口、1路PWM信号输出口。

针对运动控制器（1），只要使用“信号处理电路”、“数字量输入电路”、“数字量输出电路”，即可构建测试系统。

针对运动控制器（2），使用“信号处理电路”、“数字量输入电路”、“数字量输出电路”、“模拟量输入电路”，即可构建测试系统。

本实用新型采用电路化封装设计，选通接线少，易于扩展，能够对任意运动控制器的多路信号进行检测。

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

Claims (6)

1.新型运动控制器生产检测系统，其特征在于：包括模拟量输入电路、模拟量输出电路、信号处理电路、数字量输入电路、数字量输出电路、控制计算机，所述信号处理电路包括DSP单元、FPGA单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、数字量输入单元、数字量输出单元、Zigbee单元、存储单元，所述模拟量输入电路连接信号处理电路，所述信号处理电路连接模拟量输出电路，所述数字量输入电路连接信号处理电路，所述模拟量输出电路连接信号处理电路，所述控制计算机连接信号处理电路，所述模拟量输入电路至少为1路输入，所述模拟量输出电路至少为1路输出，所述数字量输入电路至少为1路输入，所述数字量输出电路至少为1路输出。

2.根据权利要求1所述的新型运动控制器生产检测系统，其特征在于：所述模拟量输入电路内设置有作为至少1路模拟量输入的AIN接口、AIN多位开关、AIN处理器及AI-Zigbee，所述AI-Zigbee分别连接AIN处理器和Zigbee单元，所述AIN处理器连接AIN多位开关，所述AIN多位开关分别连接AIN接口模拟量输入单元。

3.根据权利要求1所述的新型运动控制器生产检测系统，其特征在于：所述模拟量输出电路内设置有作为至少1路模拟量输出的AOUT接口、AOUT多位开关、AOUT处理器及AO-Zigbee，所述AO-Zigbee分别连接AOUT处理器和Zigbee单元，所述AOUT处理器连接AOUT多位开关，所述AOUT多位开关分别连接AOUT接口和模拟量输出单元。

4.根据权利要求1所述的新型运动控制器生产检测系统，其特征在于：所述数字量输入电路内设置有作为至少1路数字量输入的DIN接口、DIN多位开关、DIN处理器及DI-Zigbee，所述DI-Zigbee分别连接DIN处理器和Zigbee单元，所述DIN处理器连接DIN多位开关，所述DIN多位开关分别连接DIN接口和数字量输入单元。

5.根据权利要求1所述的新型运动控制器生产检测系统，其特征在于：所述数字量输出电路内设置有作为至少1路数字量输出的DOUT接口、DOUT多位开关、DOUT处理器及DO-Zigbee，所述DO-Zigbee分别连接DOUT处理器和Zigbee单元，所述DOUT处理器连接DOUT多位开关，所述DOUT多位开关分别连接DOUT接口和数字量输出单元。

6.根据权利要求1所述的新型运动控制器生产检测系统，其特征在于：所述DSP单元分别连接控制计算机FPGA单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、Zigbee单元和存储单元，所述FPGA单元分别连接数字量输入单元和数字量输出单元，所述模拟量输入单元连接模拟量输入电路，所述模拟量输出单元连接模拟量输出电路，所述数字量输入单元连接数字量输入电路，所述数字量输出单元连接数字量输出电路。