[发明专利]以太网步进电机驱动控制器

说明书

技术领域

本发明涉及步进电机，特别是一种以太网步进电机驱动控制器，该驱动控制器能够用于通过以太网进行远程控制的高精密控制要求的场合，尤其是一种能够应用于大规模工业控制系统等领域，通过以太网完成步进电机转速、方向和步数的调整和控制的装置。

背景技术

对于步进电机的驱动和控制，普遍采用芯片与步进电机专用芯片相结合进行控制，如专利201010280597提到的方式，采用GL1800D芯片作为控制处理器进行指令转换工作，采用RS485作为通讯接口实现上位机通讯，利用A3977芯片作为电机驱动芯片实现步进电机驱动和控制；或采用计算机扩展接口卡与步进电机驱动模块相连接的方法进行控制，如专利94223287.9，200810121354.6，200820081417.5等。上述方式的控制方法都是通过现场放置专用芯片作为上位机或者通过连接扩展接口卡的本地计算机作为上位机进行控制。

上述控制技术的缺点是：

1、难以实现多轴步进电机控制。以芯片作为上位机进行控制的方式只能实现点对点控制，一套芯片上位机只能为一台步进电机进行控制；以本地计算机为上位机进行控制的方式只能实现一块接口卡控制一台步进电机，受扩展槽限制。

2、难以实现远程步进电机控制。芯片或本地计算机一方面受到连线的限制，必须布置在步进电机周围以实现对其的控制，另一方面由于通讯方式大多采用串口RS232或RS485进行通信，信号在长距离的传递过程中的衰减明显，限制了上位机的距离分布，因此芯片或本地计算机扩展接口卡的方式对步进电机的远程控制是难以实现的。

3、控制方式单一，人员与设备成本高。由于芯片或本地计算机控制方式单一，只能实现点对点控制方式，使得多电机的控制就必须在现场布置大量上位机作为控制终端，这就要求投入多套上位机设备来进行控制，在控制方式上只能实现简单的运动控制，在成本上花费巨大。

发明内容

为了克服上述现有控制技术方法的缺点，特别是针对专利201010280597提到的控制方式所存在的通讯缺点和单轴控制缺陷，本发明提供一种基于以太网通信的步进电机驱动控制器，该步进电机驱动控制器具备以太网通信能力和多轴步进电机控制能力，能够实现远程多台步进电机智能控制的特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种以太网步进电机驱动控制器，其特点在于该控制器由通信电路、微处理器芯片和电机接口组成，所述的通信电路由RJ45物理接口、以太网变压器芯片、以太网物理层芯片组成；所述电机接口由电机控制芯片、电机驱动芯片和信号发送芯片组成；所述微处理器芯片与通信电路中的以太网物理层芯片相连，用以实现上位机指令数据传递至微处理器芯片内；所述微处理器芯片与电机控制芯片相连，用以实现将上位机控制指令数据下发至电机控制芯片内，来实现对步进电机运行状态的控制；所述电机驱动芯片与信号发送芯片相连，在信号发送芯片内完成电机驱动脉冲信号的功率放大工作；所述信号发送芯片与多台步进电机相连，用以实现对电机的驱动工作。

所述的微处理器芯片是MCF52259CAG8，该芯片具有快速以太网模块，能够实现对以太网数据包在数据链路层的解释、传递和对输入数据的预处理等功能，同时能为用户提供包括指令、函数、系统变量在内的两百多个保留字，还能为用户提供了数据存储空间，包括程序存储区、独立变量存储区、数组存储区等，所述的微处理器芯片具有保存所述步进电机驱动控制器的物理地址号的功能。

所述的通信电路采用10/100M自适应以太网接口，通信电路的以太网变压隔离芯片选用H1102NL完成双绞线电信号的变压工作，以太网物理层芯片选用DP83848实现以太网电路的工作状态切换，降低整个电路的能耗从而提高整体性能。

所述的步进电机控制芯片是GL1800D芯片，驱动芯片是A3977芯片，信号发送芯片是MC3486芯片作为四路差动线路驱动器，用于脉冲信号放大、滤波与发送。所述电机接口芯片与所述信号发送芯片相连，所述信号发送芯片相连与电机驱动芯片相连，用以实现对同时对步进电机的驱动控制。

本发明的技术特点：

1、本发明步进电机驱动控制器包含一个与上位机通信的通信电路、微处理器芯片和步进电机接口，通过保存在所述微处理器芯片内的唯一以太网地址可实现多电机的远程控制和集中控制。