[發明專利]基于以太網的液壓機運動控制器以及控制系統和控制方法

有效

• 申請號: 201310107965.6
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN103192545A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 吳愛國;吳國強;張凱;崔巍;杜春燕;李長濱
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B30B15/26
• 分類號: B30B15/26
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種基于以太網的液壓機運動控制器，其特征在于，包括邏輯電路轉換單元（1），連接在邏輯電路轉換單元（1）的模擬量信號輸入端的模擬量輸入電路單元（6），連接在邏輯電路轉換單元（1）的數字量信號輸入端的SSI總線數字信號輸入單元（5），連接在邏輯電路轉換單元（1）的模擬量信號輸出端的模擬量輸出電路（7），所述的邏輯電路轉換單元（1）的數字量信號輸入輸出端通過16位并行總線連接數字信號處理器（2），所述的DSP數字信號處理器（2）依次通過數字量信號調理電路（8）及數字量輸入輸出模塊（9）連接液壓機的伺服閥，所述的邏輯電路轉換單元（1）的數字信號輸入輸出端還依次通過16位并行總線和以太網通信單元（3）連接工業以太網（4），所述的邏輯電路轉換單元（1）和DSP數字信號處理器（2）還分別各連接一個JTAG調試接口電路（10、11）。

2.根據權利要求1所述的基于以太網的液壓機運動控制器，其特征在于，所述的模擬量輸入電路單元（6）包括有依次連接的采集液壓機電壓信號的電壓傳感器（61）、模擬量輸入電壓變換電路（62）、A/D轉換電路（63）和數字隔離電路（64），其中，所述的數字隔離電路（64）的輸出通過SPI總線連接邏輯電路轉換單元（1）的模擬量信號輸入端，所述的模擬量輸入電路單元（6）由獨立電源供電路模塊（12）供電。

3.根據權利要求1所述的基于以太網的液壓機運動控制器，其特征在于，所述的數字信號輸入單元（5）包括有依次連接的采集液壓機運動信號的光柵尺（51）和數字信號電平轉換模塊（52），所述的數字信號電平轉換模塊（52）的輸出端通過8路SSI總線連接邏輯電路轉換單元（1）的數字量信號輸入端。

4.根據權利要求1所述的基于以太網的液壓機運動控制器，其特征在于，所述的模擬量輸出電路（7）包括有依次連接的數字隔離電路（71）、D/A轉換電路（72）及模擬量輸出電壓放大電路（73），其中，所述的數字隔離電路（71）的輸入端通過SPI總線連接邏輯電路轉換單元（1）的模擬量信號輸出端，所述的模擬量輸出電壓放大電路（73）的輸出端連接液壓機的伺服閥，所述的模擬量輸出電路（7）由獨立電源供電路模塊（12）供電。

5.一種用于權利要求1所述的基于以太網的液壓機運動控制器的控制系統，其特征在于，包括有接收外部數字信號電平轉換模塊（52）輸出信號的8路SSI采集模塊（101）和連接外部DSP數字信號處理器（2）的DSP接口與數據存儲模塊（104），所述的DSP接口與數據存儲模塊（104）具有快速共享區（1041）、數據讀寫區（1042）、位置與速度數據區（1043）和SPI數據區（1044），所述的8路SSI采集模塊（101）的速度量輸出分別通過M法（102）和T法（103）連接DSP接口與數據存儲模塊（104），所述的8路SSI采集模塊（101）還直接連接DSP接口與數據存儲模塊（104），所述的DSP接口與數據存儲模塊（104）還通過數據總線連接外部的以太網通信單元（3），以及通過兩路SPI串行總線分別連接外部的模擬量輸入電路單元（6）和模擬量輸出電路（7）。

6.權利要求5所述的用于基于以太網的液壓機運動控制器的控制系統，其特征在于，所述的8路SSI采集模塊（101）包括有外部晶振（16）接入的時鐘產生模塊（1011）、接收數字信號電平轉換模塊（52）的輸出信號的數據接收模塊（1012）和數據轉換模塊（1013），所述的時鐘產生模塊（1011）的輸出分別連接數據接收模塊（1012），所述的數據接收模塊（1012）的輸出連接數據轉換模塊（1013），所述的數據轉換模塊（1013）的輸出構成8路SSI采集模塊（101）的輸出。

7.一種權利要求1所述的基于以太網的液壓機運動控制器的控制方法，其特征在于，包括依次進行：DSP時鐘初始化、計時器初始化、模擬量輸入輸出初始化、數字量輸入輸出初始化、以太網和SPI串口通信初始化和中斷向量初始化，然后對各模塊的功能進行巡檢后，進入主循環，所述的主循環包括進行A/D數據采集及格式轉換、PID控制算法的運行、D/A數據格式轉換及輸出、DSP與FPGA的中斷數據通訊以及以太網通訊處理。