CN219738041U - 一种智能控制卡驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种智能控制卡驱动系统，包括智能控制卡，上述智能控制卡包括微控制单元、驱动模块、传感器数据接收模块；上述驱动模块与传感器数据接收模块分别与微控制单元电连接；上述微控制单元与交换机模块电连接，上述交换机模块分别与输入网口、输出网口电连接；上述微控制单元、驱动模块、传感器数据接收模块、交换机模块、输入网口与输出网口共同集成在电路板上。本实用新型的有益效果为：实现了智能控制、提高了系统的稳定性和可靠性、实现了多方通信、在线升级和备份以及提高了系统的可扩展性。

Description

一种智能控制卡驱动系统

技术领域

本实用新型涉及机电领域，具体涉及一种智能控制卡驱动系统。

背景技术

电机控制卡是一种用于控制电机运转的硬件设备，通常由电路板、微控制器、电源模块、信号输入输出模块和驱动模块等部分组成。它的作用是接受来自用户或其他设备的指令信号，通过电路板上的微控制器进行处理，再通过驱动模块产生输出信号，控制电机按照预设的方式运转。

现有技术中，PLC(主机)通过IO线控制电机控制卡，每一个电机控制卡都需要一个IO线。在大型系统中，会有成百上千个控制点，这些控制点需要物理接线，接线复杂且维护成本高。此外，电机的状态和故障无法远程获取，不方便远程维护，电机控制逻辑也不能远程修改，客户的需求修改只能派遣驻场工程师，不满足实际使用需求。

发明内容

为克服上述技术问题，本实用新型提出一种智能控制卡驱动系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的一种智能控制卡驱动系统，包括智能控制卡，上述智能控制卡包括微控制单元、驱动模块、传感器数据接收模块；上述驱动模块与传感器数据接收模块分别与微控制单元电连接；上述微控制单元与交换机模块电连接，上述交换机模块分别与输入网口、输出网口电连接；上述微控制单元、驱动模块、传感器数据接收模块、交换机模块、输入网口与输出网口共同集成在电路板上。智能控制卡是整个系统的核心部件，它包括微控制单元、驱动模块和传感器数据接收模块，负责接收和处理传感器的数据，并控制驱动模块的输出，从而实现对物理过程的控制。微控制单元是智能控制卡的核心，它负责对传感器数据进行采集和处理，然后将控制信号发送给驱动模块。驱动模块负责控制电机或执行机构的运动，使其按照预定的方式进行运动。传感器数据接收模块负责接收和解码来自传感器的数据，并将其发送给微控制单元进行处理。交换机模块负责将数据包转发到正确的目标地址，实现各个部件之间的通信。输入网口可以连接到其他设备或计算机上，接收外部的数据包；输出网口可以连接到其他设备或计算机上，向外部发送数据包。

进一步的，上述智能控制卡驱动系统包括若干个智能控制卡，上述若干个智能控制卡依次通过通信连接线串联，前一个智能控制卡中的输出网口与后一个智能控制卡的输入网口通信连接，第一个智能控制卡的输入网口与PC/PLC总控通信连接，最后一个智能控制卡的输出网口不与任何部件连接，即实现每个智能控制卡分别与PC/PLC总控单独通信连接。PC/PLC总控是工业自动化控制系统中的一个重要组成部分，它的作用是负责系统的整体控制和协调。具体来说，它会根据上位机(如PC)或者自身的编程逻辑，向智能控制卡发送指令，控制多个执行器的动作，并实时采集和处理传感器数据，保证系统的正常运行。

进一步的，若干个智能控制卡通过PC/PLC总控与云服务器无线通信连接。智能驱动卡采用MCU Flash分区技术，将Flash分为Bootloader、App和BackUp三个区域。在升级时，Bootloader会先将固件下载到Backup区域，下载完成后再拷贝到App区域。如果升级失败或中断，Bootloader可以引导设备重新升级，避免原有固件被擦除导致设备不能使用。Bootloader会检测内存信息来判断升级是否成功。如果固件缺陷或升级失败，Bootloader会一直重复引导设备重新升级。

进一步的，上述驱动模块与动作执行单元通信连接，控制动作执行单元执行动作；上述传感器数据接收模块与传感器有线通信连接或无线通信连接。驱动模块通过与动作执行单元通信连接，控制动作执行单元执行相应的动作，从而实现对控制系统的控制。这种通信连接可以使用不同的通信协议和接口来实现，例如模拟信号、数字信号、串行通信等。传感器数据接收模块与传感器之间的通信连接可以采用有线或无线通信连接方式。有线通信方式可以使用不同的传输介质，例如网线、电缆、光纤等，传输距离和速度也会因此有所不同。无线通信方式可以采用不同的无线协议和频段，例如蓝牙、Wi-Fi、Zigbee等，可以实现更远距离和更高的灵活性。

进一步的，上述动作执行单元为电机或电滚筒或气缸。

进一步的，上述传感器为光电传感器，动作执行单元为电滚筒机构；上述传感器安装在电滚筒机构输送平面的上方位置处，传感器的侦测方向与电滚筒机构中的滚筒的中轴线方向相同。在电滚筒机构的输送平面上方安装光电传感器，可以侦测货物是否到达电滚筒机构的输送平面，从而控制电滚筒的启停，确保货物在正确的位置上被传输和处理。光电传感器可以通过检测物体的有无来判断电滚筒机构是否需要运转，将货物从一个位置传输到另一个位置。传感器的侦测方向与电滚筒机构中的滚筒的中轴线方向相同，则可以确保传感器能够正确侦测到货物的到达和离开，避免误判和漏判的情况发生，提高传输效率和准确性。

进一步的，上述交换机模块包括交换机芯片；上述通信连接线为网线；上述输入网口、输出网口为RJ45接口。

本实用新型的有益效果在于：

实现了智能控制：通过智能控制卡的微控制单元、驱动模块和传感器数据接收模块的协作，可以对物理过程进行智能控制。这可以带来精确的控制，提高生产效率和质量。

提高了系统的稳定性和可靠性：智能控制卡集成了多个部件，通过电路板连接在一起，这可以降低系统的复杂度和故障率，提高系统的稳定性和可靠性。

实现了多方通信：智能控制卡上的交换机模块、输入网口和输出网口可以实现多方通信，使得整个系统可以与其他设备或计算机进行通信，实现更加灵活的控制和管理。避免了现有技术中每个控制卡都需要接一个IO线到主机，完成电气布线需要很多人力，且难以维护的问题。

实现了在线升级和备份：智能控制卡采用MCU Flash分区技术，可以实现在线升级和备份。在升级过程中，固件下载到Backup区域，下载完成后再拷贝到App区域，这可以避免因为升级失败或者中断导致设备不能使用的问题。

提高了系统的可扩展性：通过串联若干个智能控制卡，可以实现对更大规模的系统进行控制，提高了系统的可扩展性。

附图说明

图1：本实用新型的连接示意图；

图2：本实用新型的连接拓扑图；

图3：本实用新型的远程升级流程示意图；

图中：1-微控制单元、2-驱动模块、3-传感器数据接收模块、4-交换机模块、5-输入网口、6-输出网口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明：

实施例：如图1、2所示，一种智能控制卡驱动系统，包括智能控制卡，上述智能控制卡包括微控制单元1、驱动模块2、传感器数据接收模块3；上述驱动模块2与传感器数据接收模块3分别与微控制单元1电连接；上述微控制单元1与交换机模块4电连接，上述交换机模块4分别与输入网口5、输出网口6电连接；上述微控制单元1、驱动模块2、传感器数据接收模块3、交换机模块4、输入网口5与输出网口6共同集成在电路板上。

智能控制卡驱动系统包括若干个智能控制卡，上述若干个智能控制卡依次通过通信连接线串联，前一个智能控制卡中的输出网口6与后一个智能控制卡的输入网口5通信连接，第一个智能控制卡的输入网口5与PC/PLC总控通信连接，最后一个智能控制卡的输出网口6不与任何部件连接，即实现每个智能控制卡分别与PC/PLC总控单独通信连接。智能控制卡通过通信连接线依次连接起来，每个智能控制卡的输出网口6与下一个智能控制卡的输入网口5相连。这种连接方式可以实现智能控制卡之间的信息传递和数据共享，从而实现对整个系统的协同控制。

多个智能控制卡通过通信连接线串联起来，形成一个控制网络。每个智能控制卡的输出网口6与下一个智能控制卡的输入网口5相连，通过这种方式建立了智能控制卡之间的通信连接。当一个智能控制卡接收到来自传感器的数据时，它会通过驱动模块控制执行机构执行相应的动作，并将处理后的数据通过输出网口6发送给下一个智能控制卡。下一个智能控制卡接收到数据后，根据数据进行处理，并控制相应的执行机构执行动作。这样，数据可以在智能控制卡之间传递，实现对整个系统的协同控制。最后一个智能控制卡的输出网口6没有与任何部件连接，因为它已经是整个系统的最后一个控制节点了。它将处理后的数据发送给PC/PLC总控，以便对整个系统进行管理和控制。并且，每个智能控制卡也可以由PC/PLC总控独立单独控制，实现对整个系统的协同控制。

工作过程如下：

传感器数据接收模块3通过有线或无线通信连接到传感器上，接收传感器侦测到的物体位置和状态信息。微控制单元1负责采集和处理传感器数据，并通过驱动模块2控制动作执行单元的动作，使其按照预定的方式进行运动。驱动模块2控制电滚筒机构的电机或执行机构的运动，实现对物理过程的控制。交换机模块4负责将数据包转发到正确的目标地址，实现各个部件之间的通信。输入网口5可以连接到其他设备或计算机上，接收外部的数据包；输出网口6可以连接到其他设备或计算机上，向外部发送数据包。

通过这种智能控制卡驱动系统，可以实现对电滚筒机构的高效、精确、稳定的控制，提高了生产效率和产品质量。同时，智能控制卡具有较强的可靠性和灵活性，可以满足不同场合的需求。

如图3所示，若干个智能控制卡通过PC/PLC总控与云服务器无线通信连接。智能驱动卡采用MCU Flash分区技术，将Flash分为Bootloader、App和BackUp三个区域。在升级时，Bootloader会先将固件下载到Backup区域，下载完成后再拷贝到App区域。如果升级失败或中断，Bootloader可以引导设备重新升级，避免原有固件被擦除导致设备不能使用。Bootloader会检测内存信息来判断升级是否成功。如果固件缺陷或升级失败，Bootloader会一直重复引导设备重新升级。

上述驱动模块2与动作执行单元通信连接，控制动作执行单元执行动作；上述传感器数据接收模块3与传感器有线通信连接或无线通信连接。

上述动作执行单元为电机或电滚筒或气缸。

上述传感器为光电传感器，动作执行单元为电滚筒机构；上述传感器安装在电滚筒机构输送平面的上方位置处，传感器的侦测方向与电滚筒机构中的滚筒的中轴线方向相同。

上述交换机模块4包括交换机芯片；上述通信连接线为网线；上述输入网口5、输出网口6为RJ45接口。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能控制卡驱动系统，包括智能控制卡，其特征在于：所述智能控制卡包括微控制单元(1)、驱动模块(2)、传感器数据接收模块(3)；所述驱动模块(2)与传感器数据接收模块(3)分别与微控制单元(1)电连接；所述微控制单元(1)与交换机模块(4)电连接，所述交换机模块(4)分别与输入网口(5)、输出网口(6)电连接；所述微控制单元(1)、驱动模块(2)、传感器数据接收模块(3)、交换机模块(4)、输入网口(5)与输出网口(6)共同集成在电路板上。

2.如权利要求1所述的智能控制卡驱动系统，其特征在于：包括若干个智能控制卡，所述若干个智能控制卡依次通过通信连接线串联，前一个智能控制卡中的输出网口(6)与后一个智能控制卡的输入网口(5)通信连接，第一个智能控制卡的输入网口(5)与PC/PLC总控通信连接，最后一个智能控制卡的输出网口(6)不与任何部件连接。

3.如权利要求1所述的智能控制卡驱动系统，其特征在于：若干个所述智能控制卡通过PC/PLC总控与云服务器无线通信连接。

4.如权利要求1所述的智能控制卡驱动系统，其特征在于：所述驱动模块(2)与动作执行单元通信连接，控制动作执行单元执行动作；所述传感器数据接收模块(3)与传感器有线通信连接或无线通信连接。

5.如权利要求4所述的智能控制卡驱动系统，其特征在于：所述动作执行单元为电机或电滚筒或气缸。

6.如权利要求4所述的智能控制卡驱动系统，其特征在于：所述传感器为光电传感器，动作执行单元为电滚筒机构；所述传感器安装在电滚筒机构输送平面的上方位置处，传感器的侦测方向与电滚筒机构中的滚筒的中轴线方向相同。

7.如权利要求2所述的智能控制卡驱动系统，其特征在于：所述交换机模块(4)包括交换机芯片；所述通信连接线为网线；所述输入网口(5)、输出网口(6)为RJ45接口。