[发明专利]一种基于PROFINET协议的通用同步电机速度位置检测系统

权利要求书

1.一种基于PROFINET协议的通用同步电机速度位置检测系统，其特征在于：

包括电机侧速度位置编码器接口部分，MCU部分以及PROFINET网络接口部分；

所述电机侧速度位置编码器接口部分用于将电机侧速度位置编码器所接入的模拟量或者数字量信号通过滤波、隔离和调制，转换成MCU能够接受的信号形式；电机侧速度位置编码器接口部分包括模拟量编码器适配电路、增量式光电编码器适配电路和绝对式光电编码器适配电路；

电机侧速度位置编码器接口部分的输入信号分为三组，第一组增量式光电编码器产生的差分电信号，信号经过端子接入电机侧速度位置编码器接口部分后，经增量式光电编码器适配电路转化成单端信号Ap、Bp、Zp，接入MCU；MCU通过MT混合测速法得到电机的转速、方向以及位置信号；

第二组是绝对式光电编码器和MCU的通信信号，信号经过端子接入电机侧速度位置编码器接口部分；MCU通过发出的Clkp信号，经过绝对式光电编码器适配电路生成数据信号Datap，接入MCU；经MCU进行解码算法解码后，得到电机的转速、方向以及位置信号；

第三组是模拟量信号，经过端子接入电机侧速度位置编码器接口部分后，经过增量式光电编码器适配电路进行滤波和信号调理后接入MCU；经过MCU进行细分计算得到电机的转速、方向以及位置信号；

所述MCU是主要的运算单元，用于将编码器所接入的模拟量和数字量进行细分和计算，得到同步电机的速度和位置信号；MCU采用32位浮点高性能微处理器TMS320F28379，前述Ap、Bp、Zp信号分别接入到TMS320F28379的正交编码脉冲电路A管脚EQEP1A、正交编码脉冲电路B管脚EQEP1B与正交编码脉冲电路INDEX管脚EQEP1I上；TMS320F28379接收到Ap、Bp、Zp三个信号后，通过MT混合测速法得到电机的转速、方向以及位置信号；

TMS320F28379根据采用的绝对式光电编码器的SSI通信协议，产生同步时钟Clkp信号通过端口MOSI发送给绝对式光电编码器适配电路，绝对式光电编码器适配电路接到同步时钟信号后，转化成差分电信号CLK+、CLK-，发送给绝对式光电编码器适配电路，绝对式光电编码器适配电路收到该信号后产生的数据信号DATA+、DATA-，DATA+、DATA-信号经绝对式光电编码器适配电路的芯片DS89C21转化成单端信号Datap；TMS320F28379接受绝对式光电编码器适配电路的Datap信号，经过解码算法解码成得到电机的转速、方向以及位置信号；

模拟量编码器的SIN、COS 信号经滤波和信号调理成MCU可接受的3V电压信号Sinp后，接入到TMS320F28379的16 bit ADC单元内，经过细分计算得到电机的转速、方向以及位置信号；

所述PROFINET网络接口部分用于将MCU计算得到的速度和位置信息接入PROFINET网络；PROFINET网络接口部分采用ERTEC200P芯片，ERTEC200P提供2个以太网口P0和P1，将ERTEC200P的P0和P1端口的管脚连接到标准网线接口RJ45，实现ERTEC200P和MCU间数据通信；TMS320F28379的数据线XD0~XD15管脚和ERTEC200P的数据线XINFD0~XINFD15管脚一一连接；

微处理器 TMS320F28379的地址线XA0~XA15管脚和ERTEC200P的地址线XINFA0~XINFA015管脚一一连接；微处理器TMS320F28379的读写XRD、XWE管脚和ERTEC200P的XINFRD、XINFWE管脚相连，TMS320F28379的EMIF1_CS0n管脚和ERTEC200P的XCS_M管脚相连，将TMS320F28379的外部存储空间0x8000 0000-0x8FFF FFFF分配给PROFINET数据区；TMS320F28379的EMIF1_CS2n管脚和ERTEC200P的XCS_R_A20管脚相连，将TMS320F28379的外部存储空间0x0010 0000 0x002F FFFF分配给PROFINET的配置寄存器区；TMS320F28379的GPIO16管脚和ERTEC200P的XRDY管脚相连,从而使得TMS320F28379可以读取ERTEC200P芯片的状态；

TMS320F28379的GPIO17管脚和ERTEC200P的XIRQ管脚相连，从而使得ERTEC200P数据通信作为外部中断接入TMS320F28379，因而可以对数据通信进行快速反应。