[發明專利]一種低成本高精度可編程數字定位控制器

無效

• 申請號: 200910049847.8
• 申請日: 2009-04-23
• 公開（公告）號: CN101718995A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 葉嵩;林曉鐘;陳棟;梁海峰
• 申請（專利權）人: 上海源致信息技術有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種低成本高精度可編程數字定位控制器，具體地說是用于工業設備、汽車設備或消費設備可設定的兩點之間的位置定位控制器，屬于運動控制技術領域。

背景技術

本發明之前，位置控制器普遍使用的是基于模擬電路設計的定位控制器，近幾年逐步由PLC、專用定位模塊和人機界面組成的數字控制系統替代。

傳統的模擬電路定位控制器不僅抗干擾性差，而且功能單一，不利于系統功能擴展；同時控制精度也很差，無法用于現在精度要求越來越高的應用場合。而目前比較先進的PLC和計數模板等專用模板組成的數字控制系統，編程復雜、成本昂貴，一些由PLC、專用I/O模板和人機界面組成的數字定位控制系統，成本在幾萬到幾十萬之間，成本甚至超過了定位系統的機械部分設備本身的投資，對于一般的輔助設備，用戶難以接受；同時由此構成的數字定位控制系統，由于PLC本身的特性決定了其控制速度在毫秒級，無法應用于一些要求快速控制的場合，而且。因此研發低成本、高精度、集成化高、適用性強的可編程數字定位器是迫切需要解決的技術問題。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種低成本高精度可編程數字定位控制器。

為實現上述目的，本發明提供了一種低成本高精度可編程數字定位控制器。該定位控制器具有電源模塊，將380VAC或220VAC供電電源轉換為控制器內部電源；通過傳感器信號處理模塊，將各類傳感器反饋信號處理后輸入主控芯片處理；主控芯片運算后通過控制信號輸出模塊，輸出控制信號驅動相應的電機設備；控制器同時還具備了人機對話接口模塊，提供了就地操作人員和控制器之間的交互接口；控制器的遠程通訊接口提供了多種接口與遠程系統完成信息交換；控制器采用低成本的32位芯片作為核心控制芯片，其內置的軟件完成了整個控制器的控制功能，控制器軟件可通過編程接口模塊進行不同應用場合的組態。

本發明由于采用了低成本的32位芯片作為核心控制芯片，克服了使用PLC的缺點，大大提高了控制速度和精度的同時，降低了控制器的成本；而且由于在控制器上整合了輸入輸出模塊，人機對話接口以及遠程通訊接口等部分，解決了以往這些部件離散安裝帶來的安裝問題，大大簡化了安裝結構，縮小了控制器占用的空間，擴大了應用領域；同時由于采用了硬件通用、軟件可編程的設計方式，簡化了數字定位控制器應用于不同應用場合的程序，縮短了應用周期，降低了應用成本。

同時本發明采用的傳感器信號處理模塊，包括位置信號輸入處理、扭矩信號等模擬量輸入處理以及相序信號等開關量輸入處理；采用的控制信號輸出模塊，包括PWM脈寬調制信號輸出、模擬量控制信號輸出以及開關量控制信號輸出。因此本發明可以適應于各種應用場合，而不需要對硬件作出任何改動。

本發明具有全數字化的可編程定位功能，運行安全穩定可靠，控制水平先進，功能完善，操作簡便，可靠性強，抗干擾性高，大大擴展了可編程數字定位控制器的使用范圍，并降低了使用成本，解決了目前采用PLC控制器成本高、編程調試復雜、應用面有限等難題，填補了國內無低成本高精度可編程數字定位控制器的空白。

以下將結合附圖對本發明的具體結構及技術效果作進一步說明，以充分地闡述本發明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本發明的原理示意圖；

圖2是本發明一具體實施例的電路原理圖；

具體實施方式

下面結合圖2所示，對本發明作進一步詳細的描述。本具體實施例適合用于閥門和工業門等門類裝置的控制。

本發明主要共由七大部分組成，即電源模塊1、傳感器信號處理模塊2、32位主控芯片6、控制信號輸出模塊7、遠程通訊接口8、人機對話接口12和編程接口16。

具體來說，電源模塊1采用變壓器，整流橋和意法半導體公司的LM2576-05非線性電源穩壓芯片構成，將380VAC或220VAC轉化為5V穩壓電源。

傳感器信號處理模塊2包括由德州半導體公司的SN26LS31和SN26LS32芯片組成的422差分物理電平的SSI串行接口3用于連接絕對值旋轉編碼器，由基于安華高公司的HCPL200線性光耦的組成模擬量輸入接口4用于扭矩信號輸入，由基于日立公司的光耦TLP521的兩路開關量輸入接口5用于三相電相序檢測和電機過熱檢測信號輸入。

主控芯片6采用基于ARM公司Cortex-M3內核的意法半導體公司32位控制器STM32F103芯片。