[發(fā)明專利]基于工業(yè)以太網(wǎng)的壓力機總線控制系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910326487.5
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110018665A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高建波;李琦;關(guān)勝;李慶卓;張傳錦;趙燦;賈中青
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院激光研究所
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 張貴賓

本發(fā)明涉及一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的壓力機總線控制系統(tǒng)，包括中央控制器，以及與中央處理器連接的IO模塊，中央控制器通過控制線連接有伺服控制器，伺服控制器連接有基于工業(yè)以太網(wǎng)的伺服總線，伺服總線上連接有伺服設(shè)備。本發(fā)明將伺服控制器從中央控制器中分離出來，通過控制線與中央控制器相連，避免了其它設(shè)備對電機伺服控制的干擾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓力機控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的壓力機總線控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

如圖1所示，目前壓力機中使用的伺服控制系統(tǒng)中主控制器（即中央控制器）通過唯一的工業(yè)總線將所有的電機驅(qū)動單元（即伺服驅(qū)動器）和其它邏輯控制部分連接起來。邏輯控制部分包括安全輸入輸出（IO）、普通IO以及用戶人機交互模塊。主控制器通過總線接收壓力機中所有設(shè)備的電子信號，通過運算之后將不同的命令再通過這個總線發(fā)送到各個設(shè)備中去。采用這種形式的廠家包括德國西門子，德國倍福和美國羅克韋爾。

為了增加靈活性，如圖2所示，目前的產(chǎn)品也可以將伺服控制部分和其它邏輯控制部分分離開來。這樣一來，邏輯控制部分不必采用與伺服控制部分的總線，而可以采用各種不同總線，從而增加了設(shè)備選擇余地。

可見，兩種方式的唯一區(qū)別在于伺服總線和邏輯總線的分離，而整個系統(tǒng)仍然采用唯一的主控制器對伺服部分和邏輯部分進(jìn)行控制，所以仍然不能防止邏輯部分對伺服部分的干擾。

另外在現(xiàn)有專利中，電機驅(qū)動設(shè)備是伺服壓力機的核心部件，對時效性、可靠性、安全性和準(zhǔn)確性要求很高。現(xiàn)有專利技術(shù)中的主控單元與兩類其它設(shè)備連接，一類是電機驅(qū)動設(shè)備，一類是與電機驅(qū)動無關(guān)的設(shè)備。

電機驅(qū)動設(shè)備與其它設(shè)備分享主控制器，首先占用了電機驅(qū)動的總線網(wǎng)絡(luò)資源，容易影響電機驅(qū)動速度。與電機驅(qū)動無關(guān)的設(shè)備若發(fā)生故障，容易使得這些設(shè)備通過主控制器和網(wǎng)絡(luò)干擾電機驅(qū)動設(shè)備的運行，影響電機驅(qū)動性能，造成傷害事故。

其次，電機控制和雙電機和多電機同步控制對速度要求很高。現(xiàn)有專利技術(shù)采用RS485總線實現(xiàn)電機驅(qū)動單元與主控制器連接。RS485通信速率不高，限制了電機驅(qū)動單元的精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的壓力機總線控制系統(tǒng)，將伺服控制器從中央控制器中分離出來，通過控制線與中央控制器相連，避免了其它設(shè)備對電機伺服控制的干擾。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

提供一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的壓力機總線控制系統(tǒng)，包括中央控制器，以及與中央處理器連接的IO模塊，中央控制器通過控制線連接有伺服控制器，伺服控制器設(shè)有伺服總線，伺服控制器連接有基于工業(yè)以太網(wǎng)的伺服總線，伺服總線上連接有伺服設(shè)備。

通過將伺服總線與邏輯控制系統(tǒng)相隔離，避免其它設(shè)備的數(shù)據(jù)通信占用伺服控制總線帶寬，提高了伺服控制總線數(shù)據(jù)流通速度，因而可提高伺服控制精度。伺服總線采用高速工業(yè)以太網(wǎng)，提高了伺服系統(tǒng)的控制速度和精度。

進(jìn)一步的，所述的伺服設(shè)備包括伺服驅(qū)動器、伺服制動器、伺服傳感器和伺服儲能器等。

伺服控制器通過獨立伺服總線與伺服設(shè)備進(jìn)行連接，包括伺服驅(qū)動器、伺服傳感器、伺服儲能器和伺服制動器等。這些伺服設(shè)備通過伺服總線構(gòu)成子系統(tǒng)，與壓力機其它控制系統(tǒng)相互隔離。

進(jìn)一步的，所述的中央控制器連接有人機交互模塊，人機交互模塊為按鈕操作盤、觸摸屏等其中的一種或幾種。

設(shè)置人機交互模塊用于人工手動完成操作，便于使用。

作為優(yōu)選，所述的伺服總線為采用高速開放協(xié)議的伺服總線。

開放協(xié)議的伺服總線如西門子Profinet，倍福EtherCAT或羅克韋爾Ethernet/IP，可將任何符合此協(xié)議的設(shè)備附加到伺服總線上，方便功能擴(kuò)展。