基于can總線的無刷直流電機的糾偏控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種糾偏控制系統(tǒng)，具體涉及一種基于CAN總線的無刷直流電機的糾偏控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一個完整的糾偏控制系統(tǒng)它由三大單元組成:對卷材邊緣偏差值獲取的糾偏傳感器單元，完成系統(tǒng)調(diào)控的控制器單元，執(zhí)行控制器糾偏指令，推動卷材回到基準(zhǔn)位置的糾偏執(zhí)行機構(gòu)。糾偏系統(tǒng)驅(qū)動器作為糾偏系統(tǒng)的重要組成部分，電機選取的不同對整個系統(tǒng)的精度、效率都有很大的影響。一般的糾偏系統(tǒng)多采用直流電機或者交流異步電機來作為驅(qū)動系統(tǒng)，一些對糾偏精度和速度要求高的機器上，會采用能夠精密控制的伺服電機。出于對性能和成本的問題思考，人們開始尋找性能優(yōu)良、價格低廉的電機，以設(shè)計出性價比高的糾偏控制系統(tǒng)，在這個背景下以直流無刷電機為糾偏執(zhí)行機構(gòu)的糾偏控制系統(tǒng)開始逐漸出現(xiàn)在市場上。于是，如何設(shè)計出一種控制性能良好的糾偏控制系統(tǒng)，是相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于CAN總線的無刷直流電機的糾偏控制系統(tǒng)。該糾偏控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強，效率高，安全可靠，操作方便，無需經(jīng)常維護，便于推廣使用。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:基于CAN總線的無刷直流電機的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:包括用于檢測物料偏移信號的傳感器、用于通過CAN總線模塊接收所述傳感器輸出的物料偏移信號進行處理后并通過無刷電機驅(qū)動模塊來驅(qū)動無刷直流電機的控制器，所述無刷直流電機和用于消除物料偏差的驅(qū)動器相接，所述控制器通過霍爾開關(guān)的狀態(tài)來使能無刷電機驅(qū)動模塊，所述霍爾開關(guān)與無刷直流電機相接，所述霍爾開關(guān)與控制器的輸入端相接，所述控制器的輸入端接有用于當(dāng)所述驅(qū)動器超過量程時被觸發(fā)進而使無刷直流電機停止運轉(zhuǎn)的限位開關(guān)，所述控制器的輸入端接有用于采集流經(jīng)所述無刷電機驅(qū)動模塊的電流信號并轉(zhuǎn)換成電壓信號的電流采樣電路，所述控制器通過電流采樣電路輸出的采樣電壓信號對無刷直流電機的速度進行PID調(diào)節(jié)和對無刷直流電機實現(xiàn)過流保護，所述控制器的輸出端接有用于發(fā)出聲光報警信號的聲光報警模塊，所述傳感器和控制器均通過所述CAN總線模塊接有通信轉(zhuǎn)換模塊，所述通信轉(zhuǎn)換模塊與上位機相接。
[0005]上述的基于CAN總線的無刷直流電機的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器的輸出端接有用來顯示物料的偏移量的顯示器。
[0006]上述的基于CAN總線的無刷直流電機的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述顯示器為液晶顯示器。
[0007]上述的基于CAN總線的無刷直流電機的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器的輸入端接有用于設(shè)置糾偏系統(tǒng)參數(shù)的按鍵模塊。
[0008]上述的基于CAN總線的無刷直流電機的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器采用dsPIC30F5016控制器。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0010]1、本發(fā)明抗干擾能力強:通過CAN總線來傳輸物料的偏移量。
[0011]2、本發(fā)明效率高:通過無刷直流電機來驅(qū)動驅(qū)動器使系統(tǒng)的效率大為提高。
[0012]3、本發(fā)明安全可靠:系統(tǒng)對無刷直流電機具有過流保護功能。
[0013]4、本發(fā)明操作方便:通過上位機可以設(shè)置系統(tǒng)的工作模式和傳感器的參數(shù)。
[0014]5、本發(fā)明無需經(jīng)常維護:因為無刷直流電機無電刷所以系統(tǒng)不需要經(jīng)常維護。
[0015]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的電路原理框圖。
[0017]附圖標(biāo)記說明:
[0018]I一傳感器；2 —CAN總線模塊；3—控制器；
[0019]4 一無刷電機驅(qū)動模塊；5—無刷直流電機；6—驅(qū)動器；
[0020]7一霍爾開關(guān)；8—聲光報警模塊；9一按鍵模塊；
[0021]10一電流米樣電路；11 一限位開關(guān)；12—顯不器；
[0022]13—通信轉(zhuǎn)換模塊；14一上位機。
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示的一種基于CAN總線的無刷直流電機的糾偏控制系統(tǒng)，包括用于檢測物料偏移信號的傳感器1、用于通過CAN總線模塊2接收所述傳感器I輸出的物料偏移信號進行處理后并通過無刷電機驅(qū)動模塊4來驅(qū)動無刷直流電機5的控制器3，所述無刷直流電機5和用于消除物料偏差的驅(qū)動器6相接，所述控制器3通過霍爾開關(guān)7的狀態(tài)來使能無刷電機驅(qū)動模塊4，所述霍爾開關(guān)7與無刷直流電機5相接，所述霍爾開關(guān)7與控制器3的輸入端相接，所述控制器3的輸入端接有用于當(dāng)所述驅(qū)動器6超過量程時被觸發(fā)進而使無刷直流電機5停止運轉(zhuǎn)的限位開關(guān)11，所述控制器3的輸入端接有用于采集流經(jīng)所述無刷電機驅(qū)動模塊4的電流信號并轉(zhuǎn)換成電壓信號的電流采樣電路10，所述控制器3通過電流采樣電路10輸出的采樣電壓信號對無刷直流電機5的速度進行PID調(diào)節(jié)和對無刷直流電機5實現(xiàn)過流保護，所述控制器3的輸出端接有用于發(fā)出聲光報警信號的聲光報警模塊8，所述傳感器I和控制器3均通過所述CAN總線模塊2接有通信轉(zhuǎn)換模塊13，所述通信轉(zhuǎn)換模塊13與上位機14相接。
[0024]如圖1所示，所述控制器3的輸出端接有用來顯示物料的偏移量的顯示器12。所述控制器3的輸入端接有用于設(shè)置糾偏系統(tǒng)參數(shù)的按鍵模塊9。
[0025]本實施例中，所述顯示器12為液晶顯示器。所述控制器3采用dsPIC30F5016控制器。
[0026]本實施例中，當(dāng)控制器3在自動糾偏模式下若傳感器I檢測到物料偏移信號時通過CAN總線把物料偏移量傳遞給控制器3，控制器3將物料偏移信號處理后通過無刷電機驅(qū)動模塊4來驅(qū)動無刷直流電機5，無刷直流電機5帶動相應(yīng)的驅(qū)動器6最終使物料盡可能的沒有偏差?？刂破?通過霍爾開關(guān)7的狀態(tài)來使能相應(yīng)的無刷電機驅(qū)動模塊4，按鍵模塊9用來對驅(qū)動器6進行相關(guān)操作和設(shè)置糾偏系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，顯示器12用來顯示物料的偏移量和設(shè)置的相關(guān)參數(shù)。當(dāng)驅(qū)動器6超過量程時限位開關(guān)11被觸發(fā)，無刷直流電機5停止運轉(zhuǎn)，聲光報警模塊8發(fā)出聲光報警信號。流經(jīng)無刷電機驅(qū)動模塊4的電流通過電流采樣電路10轉(zhuǎn)換成電壓信號?？刂破?通過所述采樣電壓信號對無刷直流電機5速度進行PID調(diào)節(jié)和對無刷直流電機5實現(xiàn)過流保護。
[0027]本實施例中，因CAN總線不但具有實時性強、傳輸距離較遠(yuǎn)、抗電磁干擾能力強、成本低等優(yōu)點還可以可實現(xiàn)全分布式多機系統(tǒng)，并且無主、從機之分，每個節(jié)點均主動發(fā)送報文，所以本系統(tǒng)利用CAN的優(yōu)點引入了上位機14，上位機14可以通過通信轉(zhuǎn)換模塊13來設(shè)置系統(tǒng)的工作模式和傳感器的參數(shù)。
[0028]本發(fā)明的工作過程是:按中心模式按鈕，使驅(qū)動器6運行至1/2行程處。裝上物料，注意物料應(yīng)處于轉(zhuǎn)軸的中心處。用手動移動物料，觀察移動是否平穩(wěn)自如，有否機械碰撞，機械行程是否小于驅(qū)動器6行程。將調(diào)節(jié)支架微調(diào)于1/2位置。移動調(diào)節(jié)支架使檢測點位于傳感器I標(biāo)線位置，鎖緊調(diào)節(jié)支架。選擇好驅(qū)動器6方向。參照傳感器I調(diào)試方法調(diào)試好傳感器I。按自動按鍵，此時物料將自動移至傳感器I檢測受控點，如果物料反向移動偏離傳感器1，說明無刷直流電機5方向選擇不正確，可點擊控制器3正反按鍵予以修正。按左右按鍵，人為使物料偏移然，觀察系統(tǒng)會自動糾正物料位置至檢測點。開啟主機工作，根據(jù)物料及對糾正精度的要求，調(diào)節(jié)靈敏度。拉動一點卷料的位置，如果出現(xiàn)驅(qū)動器6來回振動，可將控制器3的靈敏度減小，當(dāng)控制精度較差時則可提高靈敏度。通過上位機14、控制器3和傳感器I可以任意設(shè)置工作模式，如想通過上位機14使系統(tǒng)處于自動模式的話只需要在上位機14上操作即可，如在現(xiàn)場想通過傳感器I使驅(qū)動器6回到中心模式只需要按一下傳感器I上的回中按鍵即可。此外可以通過上位機14、控制器3和傳感器I設(shè)置糾偏系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，上位機14還可以實時模擬顯示糾偏系統(tǒng)的糾偏精度。
[0029]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.基于CAN總線的無刷直流電機的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:包括用于檢測物料偏移信號的傳感器(I)、用于通過CAN總線模塊(2)接收所述傳感器(I)輸出的物料偏移信號進行處理后并通過無刷電機驅(qū)動模塊⑷來驅(qū)動無刷直流電機(5)的控制器(3)，所述無刷直流電機(5)和用于消除物料偏差的驅(qū)動器(6)相接，所述控制器(3)通過霍爾開關(guān)(7)的狀態(tài)來使能無刷電機驅(qū)動模塊(4)，所述霍爾開關(guān)(7)與無刷直流電機(5)相接，所述霍爾開關(guān)(7)與控制器(3)的輸入端相接，所述控制器(3)的輸入端接有用于當(dāng)所述驅(qū)動器(6)超過量程時被觸發(fā)進而使無刷直流電機(5)停止運轉(zhuǎn)的限位開關(guān)(11)，所述控制器(3)的輸入端接有用于采集流經(jīng)所述無刷電機驅(qū)動模塊(4)的電流信號并轉(zhuǎn)換成電壓信號的電流采樣電路(10)，所述控制器(3)通過電流采樣電路(10)輸出的采樣電壓信號對無刷直流電機(5)的速度進行PID調(diào)節(jié)和對無刷直流電機(5)實現(xiàn)過流保護，所述控制器(3)的輸出端接有用于發(fā)出聲光報警信號的聲光報警模塊(8)，所述傳感器(I)和控制器(3)均通過所述CAN總線模塊(2)接有通信轉(zhuǎn)換模塊(13)，所述通信轉(zhuǎn)換模塊(13)與上位機(14)相接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的無刷直流電機的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(3)的輸出端接有用來顯示物料的偏移量的顯示器(12)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于CAN總線的無刷直流電機的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述顯示器(12)為液晶顯示器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的無刷直流電機的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(3)的輸入端接有用于設(shè)置糾偏系統(tǒng)參數(shù)的按鍵模塊(9)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的無刷直流電機的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(3)采用dsPIC30F5016控制器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于CAN總線的無刷直流電機的糾偏控制系統(tǒng)，包括用于檢測物料偏移信號的傳感器、用于通過CAN總線模塊接收所述傳感器輸出的物料偏移信號的控制器，無刷直流電機和驅(qū)動器相接，控制器通過霍爾開關(guān)的狀態(tài)來使能無刷電機驅(qū)動模塊，霍爾開關(guān)與無刷直流電機相接，霍爾開關(guān)與控制器的輸入端相接，控制器的輸入端接有限位開關(guān)，控制器的輸入端接有電流采樣電路，控制器通過電流采樣電路輸出的采樣電壓信號對無刷直流電機的速度進行PID調(diào)節(jié)和對無刷直流電機實現(xiàn)過流保護，傳感器和控制器均通過所述CAN總線模塊接有通信轉(zhuǎn)換模塊，通信轉(zhuǎn)換模塊與上位機相接。該糾偏控制系統(tǒng)抗干擾能力強，效率高，安全可靠，操作方便，無需經(jīng)常維護。
【IPC分類】G05D3/12
【公開號】CN105676879
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】楊曉方
【申請人】陜西亞泰電器科技有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2014年11月21日