[发明专利]基于EPA现场总线的多轴直流伺服电机控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及伺服电机控制领域，特别涉及一种基于EPA现场总线的多轴直流伺服电机控制系统及方法。

背景技术

多轴直流伺服电机控制系统在实际生产过程中的应用日益广泛，在配料、传动等生产过程中和仿人机器人上，都需要多台直流伺服电机来驱动，多台伺服电机之间的协调控制直接影响生产过程的质量和机器人的运动性能。针对这类运动轴的控制，传统的多轴直流伺服电机运动控制系统依靠机械凸轮和齿轮来实现，但是，这种控制系统需要通过复杂的机械设计才能实现多轴协调运动，机械损耗大，维护不方便。因此，基于各种现场总线技术的多轴直流伺服电机控制系统应运而生。

基于现场总线技术的多轴直流伺服电机控制系统能够有效地节约安装和维护费用，为多轴直流伺服电机控制系统的应用开拓了更为广阔的领域。但是，现有基于各种现场总线技术的多轴直流伺服电机控制系统在传递信息的过程中无法避免碰撞，不能保证通信的确定性和实时性，无法实现高速高精度的同步通信。另外，制造企业的信息化必须建立包含从工业现场设备层到控制层、管理层等各个层次的综合自动化网络平台。在企业的不同网络层次间传递信息变得越来越复杂，这对工业现场总线技术的开放性、互连性和带宽提出了更高要求。而现有各种基于现场总线技术的多轴直流伺服电机控制系统无法实现直接集中监控和无缝接入到工厂信息化以太网中，从而无法实现工业企业综合自动化智能工厂系统中从底层的现场设备层到上层的控制层、管理层的通信网络平台基于以太网技术的统一，使得系统扩展性差。因此，如何实现多轴直流伺服电机控制系统高速同步、实时可靠通信且提高系统可扩展性，更好地控制多轴直流伺服电机系统成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速同步、实时可靠且可扩展性良好的基于EPA现场总线的多轴直流伺服电机控制系统。

本发明的另一目的在于提供一种高速同步、实时可靠且可扩展性良好的基于EPA现场总线的多轴直流伺服电机控制方法。

为达到上述目的，本发明提供一种基于EPA现场总线的多轴直流伺服电机控制系统，包括：一主控上位机和至少一个直流伺服驱动器，主控上位机与直流伺服驱动器通过EPA通信网络连接，其中，

主控上位机包括一EPA主站通信模块，EPA主站通信模块与EPA通信网络同步，用以与直流伺服驱动器进行数据交换，其进一步包括：

若干第一数据发送区：用以对主控上位机的控制数据进行存储，并将数据发送至相应的直流伺服驱动器；

若干第一数据接收区：用以接收并存储直流伺服驱动器发送给主控上位机的数据；

每个直流伺服驱动器包括一EPA从站通信模块，EPA从站通信模块与EPA通信网络同步，用以与EPA主站通信模块进行数据交换，其进一步包括：

第二数据发送区：用以存储直流伺服驱动器发送给主控上位机的数据，并将数据发送至相应的第一数据接收区；

第二数据接收区：用以接收并存储第一数据发送区发送来的数据。

依照本发明较佳实施例所述的系统，其直流伺服驱动器还包括控制板和电源板，控制板上设置有DSP，EPA从站通信模块设置在电源板上，且通过SPI接口与DSP连接。

依照本发明较佳实施例所述的系统，其电源板上设置有EPA通信接口、CAN接口和232接口。

依照本发明较佳实施例所述的系统，其EPA主站通信模块和EPA从站通信模块均采用双绞线方式与EPA网络连接。

依照本发明较佳实施例所述的系统，其第一数据发送区和第一数据接收 区的数量与直流伺服驱动器的数量相同。

本发明还提供一种基于EPA现场总线的多轴直流伺服电机控制方法，包括以下步骤：

(1)将主控上位机与各直流伺服驱动器连接，构成EPA通信网络，并设置EPA主站通信模块和各个EPA从站通信模块的IP地址为同一网段；

(2)系统上电，EPA主站通信模块和EPA从站通信模块分别自动快速与EPA通信网络完成同步，并分别输出同步信号给主控上位机和DSP；

(3)主控上位机和直流伺服驱动器通过EPA主站通信模块和EPA从站通信模块按照EPA应用层的数据协议进行通信，具体为：

主控上位机或DSP在第N个宏通信周期内将需要发送的数据写入到EPA主站通信模块或EPA从站通信模块中；EPA主站通信模块或各EPA从站通信模块在第N+1个宏通信周期内将数据发送到EPA通信网络上，并接收EPA通信网络中的数据；主控上位机或DSP在第N+2个宏通信周期内读出EPA主站通信模块或EPA从站通信模块中接收的数据并进行处理。