[发明专利]一种运动控制器

说明书

技术领域

本发明涉及工业工控领域，特别涉及一种运动控制器。

背景技术

现场总线控制系统技术是20世纪80年代中期在国际上发展起来的一种崭新的工业控制技术。现场总线控制系统的出现引起了传统的PLC(ProgrammableLogic Controller，可编程逻辑控制器)和DCS(Distributed Control System，分布式控制系统)控制系统基本结构的革命性变化。现场总线控制系统技术极大地简化了传统控制系统繁琐的布线工作，使其系统的控制、检测单元分布更加合理，更重要的是从原来的面向设备选择控制和通讯方式转变成基于网络来选择设备。

目前的总线标准有Modbus、Profibus、LonWorks、CAN Open等，虽然这些标准各有各自的特点，却很难形成统一标准。随着电脑网络的普及和网络技术水平的提高，工业现场总线标准有向以太网(Ethernet)标准靠拢的趋势。

运动控制器与PLC类似，是一种专门用于自动化设备中控制步进电机、伺服电机、I/O器件的控制器，但其运动控制功能、编程的灵活性等方面都优于PLC。目前脉冲式运动控制器已广泛应用于自动化生产、测试等设备上，是自动化设备控制系统的关键器件。但是，在现场总线控制技术应用方面，运动控制器和PLC比相对落后，国外运动控制器上只有Modbus、CAN Open总线接口，而国内运动控制器几乎没有现场总线的应用，只能对单工位进行控制，难以实现对自动生产线的控制。

现有技术中，运动控制器多采用单片机和进口的运动控制专用芯片ASIC，也有一些采用ARM微处理器、DSP或FPGA作为核心处理器的运动控制器，这些方案的结构较为复杂，成本也较高。

发明内容

本发明提供了一种运动控制器，可通过以太网现场总线进行运动控制。

本发明采用了如下技术方案：

一方面，本发明公开了一种运动控制器，包括FPGA电路和以太网接口，其中，所述FPGA电路通过所述以太网接口与以太网相连；

控制终端发送的控制命令经以太网，通过以太网接口发送至所述FPGA电路，FPGA电路接收所述控制命令后，对控制命令进行分析、处理，依据控制命令控制电机的运动。

上述运动控制器的一个实施例中，还包括USB接口，所述FPGA电路通过所述USB接口从USB设备获取控制命令，并对控制命令进行分析、处理后，依据控制命令控制电机的运动。

上述运动控制器的一个实施例中，还包括串口，所述FPGA电路通过所述串口从串口设备获取控制命令，并对控制命令进行分析、处理后，依据控制命令控制电机的运动。

上述运动控制器的一个实施例中，所述FPGA电路包括软核CPU和运动控制模块，所述软核CPU用于接收所述控制指令，并对控制命令进行分析和处理后，将控制命令发送至所述运动控制模块。

上述运动控制器的一个实施例中，所述运动控制模块包括时钟子模块、接口子模块、缓存子模块、预置计数器、逻辑运算子模块、减速点控制子模块、加减速控制子模块、分频子模块、倍频子模块、脉冲输出子模块、直线和圆弧插补子模块；

其中，所述时钟子模块用于为运动控制模块的各个子模块提供时钟脉冲；

所述接口子模块将所述软核CPU输出的控制命令发送至缓存子模块；

所述缓存子模块存放控制命令；

所述预置计数器输出计数脉冲至减速点控制子模块和加减速控制子模块；

所述逻辑运算子模块输出控制命令至减速点控制子模块，控制其输出；

所述加减速控制子模块的输出信号通过分频子模块分频后进入倍频子模块，倍频子模块产生高频脉冲，通过脉冲输出子模块输出高频脉冲，实现高频脉冲控制；

同时，所述脉冲输出子模块输出脉冲至直线和圆弧插补子模块，通过直线和圆弧插补子模块输出，控制电机的直线和圆弧插补。

上述运动控制器的一个实施例中，所述FPGA电路还包括媒体访问控制模块，所述媒体访问控制模块包括发送控制子模块和接收控制子模块，所述发送控制子模块用于在发送数据时，判断是否可以发送数据，若可以发送数据，则给数据加上控制信息，并以规定的格式发送至物理层；

所述接收控制子模块用于在接收数据时，判断输入的数据是否发生传输错误，若没有传输错误，则去掉控制信息发送至数据链路层。