適用于貼標(biāo)機(jī)高精度自動(dòng)化控制的嵌入式軟plc系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及軟PLC系統(tǒng)，尤其是一種適用于貼標(biāo)機(jī)高精度自動(dòng)化控制的嵌入式軟PLC系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的貼標(biāo)機(jī)都使用電子感應(yīng)及腳踏開(kāi)關(guān)控制動(dòng)作的順序，加工效率受影響:如使用定型機(jī)構(gòu)，鉸鏈，推桿等機(jī)械結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)控制夾板的運(yùn)動(dòng)，其缺點(diǎn)在于對(duì)標(biāo)簽的適應(yīng)性差，當(dāng)標(biāo)簽種類(lèi)變化時(shí)，機(jī)械結(jié)構(gòu)調(diào)整復(fù)雜，自動(dòng)化程度低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、噪聲大；使用硬件PLC控制，通過(guò)PLC的程序?qū)崿F(xiàn)夾板的旋轉(zhuǎn)貼合動(dòng)作，部分實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但沒(méi)有位置檢測(cè)裝置，貼標(biāo)精度很難提高，且屬于半自動(dòng)化，工作效率受影響。
[0003]此外，現(xiàn)有的自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)，控制采用硬件PLC統(tǒng)一控制各機(jī)構(gòu)和模組的運(yùn)作，使其能夠在高精度的控制下進(jìn)行作業(yè)，采用控制裝置的控制能夠增強(qiáng)各機(jī)構(gòu)的作業(yè)連貫性，輔以各機(jī)構(gòu)和模組的配合，但是難以構(gòu)建開(kāi)放的硬件體系結(jié)構(gòu)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)且局限性大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于貼標(biāo)機(jī)高精度自動(dòng)化控制的嵌入式軟PLC系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型的具體方案如下:
[0005]一種適用于貼標(biāo)機(jī)高精度自動(dòng)化控制的嵌入式軟PLC系統(tǒng)，包括基于CoDeSys的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)，其中所述開(kāi)發(fā)系統(tǒng)包括PLC程序編輯模塊、程序編譯和調(diào)試模塊及第一通信模塊；所述運(yùn)行系統(tǒng)包括第二通信模塊、嵌入式控制系統(tǒng)、I/O接口模塊以及通過(guò)所述I/O接口模塊電連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)反饋模塊，所述開(kāi)發(fā)系統(tǒng)與所述運(yùn)行系統(tǒng)之間通過(guò)所述第一通信模塊、第二通信模塊電連接。
[0006]優(yōu)選的，所述嵌入式控制系統(tǒng)包括基于ARM系統(tǒng)的主控制器和基于FPGA的輔助運(yùn)動(dòng)控制器，所述主控制器與所述輔助運(yùn)動(dòng)控制器之間通過(guò)讀寫(xiě)總線實(shí)現(xiàn)交互。
[0007]優(yōu)選的，所述主控制器包括用于處理并發(fā)送通訊數(shù)據(jù)的通訊管理單元、驅(qū)動(dòng)用于位置控制的調(diào)速電機(jī)的第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、用于采集前述運(yùn)動(dòng)反饋信號(hào)的第一信號(hào)采集單
J L.ο
[0008]優(yōu)選的，所述主控制器包括用于采集外部的傳感器信號(hào)和將經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算結(jié)果輸出的信號(hào)輸出給外部設(shè)備的輸入輸出模塊。
[0009]優(yōu)選的，所述主控制器通過(guò)串行接口與所述開(kāi)發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行通信。
[0010]優(yōu)選的，所述輔助運(yùn)動(dòng)控制器包括用于接收主控制器發(fā)出的運(yùn)動(dòng)命令并將運(yùn)算結(jié)果發(fā)送至主控制器的I/o單元、處理邏輯關(guān)系，進(jìn)行邏輯判斷的邏輯過(guò)程運(yùn)算單元、解析所述運(yùn)動(dòng)命令的命令解析單元、根據(jù)速度控制結(jié)果輸出PWM脈沖的PWM模塊。
[0011]優(yōu)選的，所述輔助運(yùn)動(dòng)控制器包括用于擴(kuò)展設(shè)備的CAN總線。
[0012]優(yōu)選的，所述輔助運(yùn)動(dòng)控制器包括支持FPGA配置、調(diào)試和在線升級(jí)的配置模塊。
[0013]優(yōu)選的，所述輔助運(yùn)動(dòng)控制器包括驅(qū)動(dòng)動(dòng)作重復(fù)、位置固定的電機(jī)的第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、用于采集前述運(yùn)動(dòng)反饋信號(hào)的第二信號(hào)采集單元。
[0014]本實(shí)用新型提供的適用于貼標(biāo)機(jī)高精度自動(dòng)化控制的嵌入式軟PLC系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):
[0015]1.實(shí)現(xiàn)真正的全自動(dòng)控制，可編程，數(shù)字伺服控制。
[0016]2.軟PLC可以為日后的網(wǎng)絡(luò)和射頻提供使用環(huán)境。
[0017]3.由于有數(shù)字伺服控制，柔性好，未來(lái)能夠用于生產(chǎn)線，真正做到無(wú)人操作。
【附圖說(shuō)明】
[0018]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定，在附圖中:
[0019]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例嵌入式軟PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例嵌入式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例嵌入式控制系統(tǒng)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型，在此本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明用來(lái)解釋本實(shí)用新型，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0023]實(shí)施例
[0024]如圖1所示，一種適用于貼標(biāo)機(jī)高精度自動(dòng)化控制的嵌入式軟PLC系統(tǒng)，軟PLC系統(tǒng)包括基于CoDeSys的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)兩部分，其中所述開(kāi)發(fā)系統(tǒng)包括PLC程序編輯模塊、程序編譯和調(diào)試模塊及第一通信模塊，是帶有調(diào)試和編譯功能的PLC編程器，系統(tǒng)遵循IEC61131.3標(biāo)準(zhǔn)，支持多語(yǔ)言編程以及各編程語(yǔ)言之間的相互轉(zhuǎn)換，同時(shí)具備豐富的控制模塊，支持多種PID算法，開(kāi)放的控制算法接口，并且支持用戶嵌入自己的控制算法模塊；所述運(yùn)行系統(tǒng)包括第二通信模塊、嵌入式控制系統(tǒng)、I/O接口模塊以及通過(guò)所述I/O接口模塊電連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)反饋模塊，運(yùn)行系統(tǒng)是軟PLC的核心，完成輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理等工作，所述開(kāi)發(fā)系統(tǒng)與所述運(yùn)行系統(tǒng)之間通過(guò)所述第一通信模塊、第二通信模塊電連接。
[0025]電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊主要負(fù)責(zé)將控制電機(jī)的指令信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0026]電機(jī)反饋模塊的作用是收集電機(jī)實(shí)際的運(yùn)行信息并將信息反饋給主控單元，完成運(yùn)動(dòng)控制的閉環(huán)控制。I/o接口模塊對(duì)反饋光柵尺差分信號(hào)進(jìn)行光電隔離然后送入PLC及FPGA行鑒相和計(jì)數(shù)。
[0027]本實(shí)用新型的嵌入式軟PLC系統(tǒng)工作原理為:用戶將程序編輯好后，軟PLC系統(tǒng)會(huì)循環(huán)掃描用戶所編輯的程序，并把掃描到的數(shù)據(jù)存放到緩沖區(qū)域，當(dāng)執(zhí)行到輸出命令的時(shí)候就會(huì)將數(shù)據(jù)輸出。由于軟PLC在含有傳統(tǒng)PLC的功能特點(diǎn)之外又繼承了 PC機(jī)的各種優(yōu)點(diǎn)，所以軟PLC具有高速的數(shù)據(jù)處理能力和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊能力。
[0028]如圖2、3所示，本實(shí)施例中，嵌入式控制系統(tǒng)包括基于ARM系統(tǒng)的主控制器和基于FPGA的輔助運(yùn)動(dòng)控制器，ARM選用K60系列，自帶調(diào)試用的JIGA接口與上位機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)連接，F(xiàn)PGA需外接JIGA接口，并需要再接EPCS作為外存才能調(diào)試，F(xiàn)PGA具有硬件可編程的特點(diǎn)，用于實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，將主要的運(yùn)動(dòng)控制功能在FPGA中實(shí)現(xiàn)，可以減少系統(tǒng)中所需的元件數(shù)，縮小系統(tǒng)體積。支持重構(gòu)設(shè)計(jì)，使用戶可以在系統(tǒng)需求發(fā)生改變時(shí)，適時(shí)更新升級(jí)自己的硬件。FPGA的擴(kuò)展性能好、易于維護(hù)系統(tǒng)升級(jí)容易，F(xiàn)PGA在速度上的優(yōu)勢(shì)使得其可滿足對(duì)系統(tǒng)性能和精度要求較高的控制場(chǎng)合的需求，在ARM上實(shí)現(xiàn)的PLC，主要實(shí)現(xiàn)包括通訊管理和部分運(yùn)動(dòng)反饋信號(hào)的采集處理、根據(jù)判斷的結(jié)果將信號(hào)傳遞給輸入輸出模塊、接收外部輸入信號(hào)、處理通