[發明專利]可編程邏輯控制器的電子凸輪控制系統及方法

有效

• 申請號: 201210149275.2
• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN102650862A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: 郭福坤
• 申請（專利權）人: 深圳市匯川控制技術有限公司;深圳市匯川技術股份有限公司;蘇州匯川技術有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

技術領域

本發明涉及自動化控制領域，更具體地說，涉及一種可編程邏輯控制器的電子凸輪控制系統及方法。

背景技術

電子凸輪替代傳統的機械凸輪，已越來越多的應用于自動化控制領域。目前通用PLC（可編程邏輯控制器）中，基本都具有電子凸輪控制功能。該種PLC可在主軸旋轉一周的范圍內，對多個點進行ON/OFF控制。具體地，上述PLC在電子凸輪控制時，根據編碼器或其它位置傳感器返回的主軸角度，與用戶設定的ON/OFF點角度進行比較，控制相應點輸出ON或OFF。

然而，對于上述通用PLC中的凸輪控制，只能對多個點進行簡單的ON/OFF控制，難于實現從軸與主軸的嚙合動作關系，在一些需要從軸按一定關系跟隨主軸動作的場合，難于適用。

另外在一些專用的運動控制型PLC中，也有一些具有電子凸輪功能，并可實現從軸與主軸的嚙合動作關系。該種PLC通過用戶設定從軸與主軸的嚙合動作關系，并使用編碼器或其它位置傳感器返回主軸信息，CPU將接收到的主軸位置信息進行解碼，并根據從軸與主軸的嚙合動作關系（即電子凸輪表）進行計算處理，按計算結果輸出從軸動作。

在上述專用運動控制型PLC的電子凸輪功能中，雖然可以實現從軸與主軸的嚙合動作關系，但采用這種方式，需要PLC的CPU實時對位置傳感器反饋的主軸位置信息進行處理，并查詢電子凸輪表對應信息，控制從軸動作，因此會占用PLC中較多的CPU資源和軟件執行時間，影響PLC的掃描周期和電子凸輪的控制精度。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對上述可編程邏輯控制器在實現電子凸輪的主軸和從軸嚙合動作關系時占用較多CPU資源，并影響可編程邏輯控制器的掃描周期和電子凸輪的控制精度的問題，提供一種電子凸輪控制系統及方法。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案是，提供一種可編程邏輯控制器的電子凸輪控制系統，包括位于可編程邏輯控制器的FPGA模塊的雙口RAM單元、電子凸輪控制單元、主軸位置計數單元以及從軸脈沖計數單元；所述雙口RAM單元，用于存儲電子凸輪表，該電子凸輪表存儲有多個節點處的主軸位置及從軸位置數據；主軸位置計數單元，用于獲取主軸當前位置；從軸脈沖計數單元，用于計數從軸已輸出的脈沖數；所述電子凸輪控制單元，用于根據所述電子凸輪表中距離主軸當前位置最近的下一節點的數據，計算該節點處的主軸位置數據與主軸當前位置之差和該節點處的從軸位置數據與從軸已輸出脈沖數之差，并根據上述兩個差值，在主軸脈沖的控制下輸出從軸脈沖。

在本發明所述的可編程邏輯控制器的電子凸輪控制系統中，所述電子凸輪表由所述可編程邏輯控制器的中央處理單元寫入所述雙口RAM單元。

在本發明所述的可編程邏輯控制器的電子凸輪控制系統中，所述系統還包括物理主軸整形單元；所述物理主軸整形單元用于對輸入的主軸傳感器信號進行整形以獲得物理主軸脈沖信號；所述主軸位置計數單元根據所述物理主軸脈沖信號獲取主軸當前位置。

在本發明所述的可編程邏輯控制器的電子凸輪控制系統中，所述系統還包括虛擬主軸脈沖發生器，用于設定虛擬主軸的脈沖頻率，并產生虛擬主軸脈沖信號；所述主軸位置計數單元根據所述虛擬主軸脈沖信號獲取主軸當前位置。

在本發明所述的可編程邏輯控制器的電子凸輪控制系統中，所述系統還包括物理主軸整形單元、虛擬主軸脈沖發生器以及主軸脈沖選擇單元；所述物理主軸整形單元用于將輸入的主軸傳感器的脈沖信號進行整形以獲得物理主軸脈沖信號；所述虛擬主軸脈沖發生器，用于設定虛擬主軸的脈沖頻率，并產生虛擬主軸脈沖信號；所述主軸脈沖選擇單元用于選定物理主軸脈沖信號或虛擬主軸脈沖信號中的一個輸出；所述主軸位置計數單元根據所述主軸脈沖選擇單元輸出的信號獲取主軸當前位置。

在本發明所述的可編程邏輯控制器的電子凸輪控制系統中，所述電子凸輪控制單元根據電子凸輪啟動信號啟動電子凸輪并將所述主軸位置計數單元以及從軸脈沖計數單元清零。

在本發明所述的可編程邏輯控制器的電子凸輪控制系統中，所述系統還包括周期性設定單元，用于設定是否為周期性電子凸輪；所述電子凸輪控制單元在周期性設定單元設定為周期性電子凸輪時循環執行從軸脈沖輸出。

本發明還提供一種可編程邏輯控制器的電子凸輪控制方法，包括以下步驟：

（a）獲取主軸當前位置，同時計數從軸已輸出的脈沖數；

（b）讀取電子凸輪表中距離主軸當前位置最近的下一節點的數據，所述電子凸輪表存儲有多個節點處的主軸位置及從軸位置數據；