一种基于CANOPEN通讯协议的直流伺服定位控制方法 |
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| 申请号 | CN202210203858.2 | 申请日 | 2022-03-03 | 公开(公告)号 | CN116743000A | 公开(公告)日 | 2023-09-12 |
| 申请人 | 劳博(上海)物流科技有限公司; | 发明人 | 李强; 田毅; 叶菲; 聂浩; 桂商; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种基于CANOPEN通讯协议的直流伺服 定位 控制方法，涉及伺服定位领域，该基于CANOPEN通讯协议的直流伺服定位控制方法包括步骤1：CPU单元和通讯单元完成信息交互；步骤2：CPU单元通过通讯单元实现对驱动单元的控制；步骤3：驱动单元驱动 电机 转动工作；步骤4：驱动单元对电机转动信息读取，通过通讯单元反馈给CPU单元，CPU单元根据电机转动信息完成电机定位，与 现有技术 相比，本发明的有益效果是：本发明通过CANOPEN模 块 来连接驱动单元和CPU单元，实现CPU单元驱动控制直流电机且完成对直流电机的定位，且CANOPEN模块集成在CPU单元上。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于CANOPEN通讯协议的直流伺服定位控制方法，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 一种基于CANOPEN通讯协议的直流伺服定位控制方法技术领域[0001] 本发明涉及伺服定位领域，具体是一种基于CANOPEN通讯协议的直流伺服定位控制方法。 背景技术[0002] 伺服电机（servo motor ）是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。 [0003] 伺服电机是一种可以将电信号转换为位移，角度变化的高精度执行机构。电机的位移量是靠脉冲信号控制的，每给伺服电机一个脉冲信号，伺服电机都输出一定的位移。你需要伺服电机定量的位移，只需要给定相应数量的脉冲信号即可。 [0004] 目前市场上的伺服电机定位精度虽然较高，但是控制驱动和定位完成分为两个部分，难以完成远程的信息交互，需要改进。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种基于CANOPEN通讯协议的直流伺服定位控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于CANOPEN通讯协议的直流伺服定位控制方法， 步骤1：CPU单元和通讯单元完成信息交互； 步骤2：CPU单元通过通讯单元实现对驱动单元的控制； 步骤3：驱动单元驱动电机转动工作； 步骤4：驱动单元对电机转动信息读取，通过通讯单元反馈给CPU单元，CPU单元根据电机转动信息完成电机定位。 [0007] 作为本发明再进一步的方案：步骤1中：通讯单元内部的CANOPEN模块与CPU单元的S7‑1200芯片集成在一起，完成信息交互。 [0008] 作为本发明再进一步的方案：步骤2中：S7‑1200芯片通过CANOPEN模块的DSP402通讯协议访问驱动单元的对象字典，通过对对象字典的数据读写操作，使驱动单元的控制字数据发生变化，实现对驱动单元的控制。 [0009] 作为本发明再进一步的方案：步骤3中：驱动单元通过输出电压驱动直流电机转动工作。 [0010] 作为本发明再进一步的方案：步骤4中：驱动单元对直流电机的增量旋转编码器数据进行读取，通过CANOPEN模块反馈到S7‑1200芯片进行处理运算。 [0011] 作为本发明再进一步的方案：驱动单元型号为Elmo SOLO GUITAR 50A/100V ADVANCED。 [0012] 作为本发明再进一步的方案：驱动单元、通讯单元、CPU单元共用同一个供电单元，供电单元包括集成电路RSD‑100C‑24。 [0013] 作为本发明再进一步的方案：CANOPEN模块集成在CPU单元上。 [0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过CANOPEN模块来连接驱动单元和CPU单元，实现CPU单元驱动控制直流电机且完成对直流电机的定位，且CANOPEN模块集成在CPU单元上。 [0016] 图1为一种基于CANOPEN通讯协议的直流伺服定位控制方法的原理图。 [0017] 图2为供电单元的前置电路图。 [0018] 图3为供电单元的输出电路图。 [0019] 图4为驱动单元的电路图。 [0020] 图5为CPU单元的第一电路图。 [0021] 图6为CPU单元的第二电路图。 具体实施方式[0022] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0023] 请参阅图1，一种基于CANOPEN通讯协议的直流伺服定位控制方法，步骤1：CPU单元和通讯单元完成信息交互；步骤2：CPU单元通过通讯单元实现对驱动单元的控制； 步骤3：驱动单元驱动电机转动工作； 步骤4：驱动单元对电机转动信息读取，通过通讯单元反馈给CPU单元，CPU单元根据电机转动信息完成电机定位。 [0024] 在具体实施例中：CPU单元接收到电机转动信息，通过S7.SCL程序语言实现对输入电机转动信息的处理，完成电机定位计算，本发明所用方法配合软件TIA Portal V16 、CM CANopen Configuration Studio 2.2、Elmo Application Studio II 64bit任意一种完成对S7.SCL程序语言设计。 [0025] 在本实施例中：请参阅图1，步骤1中：通讯单元内部的CANOPEN模块与CPU单元的S7‑1200芯片集成在一起，完成信息交互。 [0026] CANOPEN模块，针对S7‑1200芯片的CANOPEN主站/从站模块CM CANOPEN。让系统集成商可以连接任意CANOPEN或CAN 2.0A设备到S7‑1200芯片。该模块插入S7‑1200芯片的通讯模块接口并且作为CANOPEN或CAN设备与SIMATIC基本控制器之间的桥梁，让集成商在设计系统时可以从更广泛的自动化产品中获取通讯方式；每个模块在主站模式下最多可连接16个CANOPEN从站设备，每个模块有256字节输入和256字节输出，一个S7‑1200芯片最多可连接3个CM CANOPEN模块，支持透明CAN 2.0A协议，可用于自定义协议处理。 [0027] 在本实施例中：请参阅图1，步骤2中：S7‑1200芯片通过CANOPEN模块的DSP402通讯协议访问驱动单元的对象字典，通过对对象字典的数据读写操作，使驱动单元的控制字数据发生变化，实现对驱动单元的控制。 [0028] S7‑1200芯片系列是一款可编程逻辑控制器 (PLC, Programmable Logic Controller)，可以控制各种自动化应用。S7‑1200 设计紧凑、成本低廉且具有功能强大的指令集，这些特点使它成为控制各种应用的解决方案。 [0029] 模块参数如下：125 KB 工作存储器；24V DC电源，板载DI14 x 24VDC 漏型/源型，DQ10x继电器及AI2和AQ2；板载6个高速计数器和4路脉冲输出；信号板扩展板载式 I/O；多达3个可进行串行通信的通信模块；多达8个可用于I/O扩展的信号模块；PROFINET IO 控制器、双端口、智能设备，TCP/IP 传输协议，开放式用户安全通信，S7 通信，WEB服务器，OPC UA，服务器DA。 [0030] 在本实施例中：请参阅图1，步骤3中：驱动单元通过输出电压驱动直流电机转动工作。 [0032] 在本实施例中：请参阅图1，步骤4中：驱动单元对直流电机的增量旋转编码器数据进行读取，通过CANOPEN模块反馈到S7‑1200芯片进行处理运算。 [0033] 图4中电机M所在集成电路U1即为增量旋转编码器，集成电路U1将电机M的信息输出给驱动单元。 [0034] 在本实施例中：请参阅图4，驱动单元型号为Elmo SOLO GUITAR 50A/100V ADVANCED。 [0035] Elmo SOLO GUITAR 50A/100V ADVANCED：小封装，大功率，高智能；（也支持绝对值编码器）集成解决方案：用于无刷直流电机，梯形波与正弦波电机；直流电源，支持电流、速度、位置和先进的位置模式，可搭配永磁同步无刷电机、直流电刷电机、直线电机或音圈电机，支持CANOPEN接口（DS 301、DS 402）。 [0036] 在本实施例中：请参阅图2和图3，驱动单元、通讯单元、CPU单元共用同一个供电单元，供电单元包括集成电路RSD‑100C‑24。 [0037] 图2中通过48V电池供应48V电压，集成电路RSD‑100C‑24为图3中的U3，将输入的48V电压转换为24V输出。 [0038] 在本实施例中：请参阅图5和图6，CANOPEN模块集成在CPU单元上。 [0039] CANOPEN模块基于S7‑1200芯片开发的，在完成通讯的同时，集成在一起占用面积更小。 [0040] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。 [0041] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。 |
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