[实用新型]基于以太网的电机控制器和控制系统

说明书

技术领域

本实用新型示例性实施例总体上涉及电机控制，具体涉及一种基于以太网的电机控制器和控制系统。 

背景技术

目前研发和销售的电机控制器，例如两相混合式步进电机控制器，一般采用现场总线接口RS-232、RS-485、USB以及CAN等接口方式，提供单轴控制模式，并且无闭环反馈接口。这种电机控制器不能实现直接基于以太网的远程控制，并且无法满足多轴控制应用场合的要求。此外，由于无闭环反馈接口，需要额外增加反馈接口，导致结构复杂，成本增加。 

需要一种电机控制器，能够提供多轴控制、闭环反馈和基于以太网技术的远程控制，同时也提供本地或级联控制。 

发明内容

本实用新型示例性实施例提供了基于以太网的电机控制器和控制系统。 

根据本实用新型实施例，一种电机控制器，包括：通讯接口电路，包括以太网接口和现场总线接口；闭环反馈接口电路，用于接收来自一个或多个电机的负载的反馈信息；电机控制接口电路，用于传送针对一个或多个电机的控制信息；以及控制电路，连接至通讯接口电路、闭环反馈接口电路和电机控制接口电路，控制各接口电路的操作，对经由通讯接口电路和闭环反馈接口电路接收的信息进行处理，并且经由通讯接口电路和电机控制接口电路传送处理结果，以控制一个或多个电机的运行。 

控制器还可以包括：状态指示电路，用于指示控制器状态、网络状态、电机状态和负载状态中的一个或多个；以及电源电路，用于提供针对各电路的多种供电电源和参考电源。 

控制器的各电路可以集成在单板上。 

控制器可以分配有IP地址，控制器经由以太网接口接入以太网，远端设备通过以太网与控制器建立TCP/IP连接，以便经由控制器对电机进行远程控制。 

现场总线接口可以包括RS-485现场总线，用于实现对控制器的本地控制或对多个控制器的级联控制。 

闭环反馈接口电路可以包括光栅尺接口电路、电阻尺接口电路和限位开关接口电路中的一个或多个。闭环反馈接口电路可以连接至相应的外部反馈装置，从反馈装置接收负载的反馈信息。 

电机控制接口电路可以连接至外部的电机驱动器，向电机驱动器传送来自控制电路的控制信息，以经由电机驱动器控制电机的运行。 

控制器可以包括多组闭环反馈接口电路和电机控制接口电路，分别对应多个电机，以同时提供多路电机控制。 

控制器可以提供针对步进电机的转速控制和步进控制，以及针对直线电机的控制。 

控制电路可以使用有限状态机来合成电机控制所需的任意频率。 

根据本实用新型另一实施例，提供了一种基于以太网的电机控制系统，包括远端设备、电机控制器、电机驱动器和反馈装置。远端设备经由以太网与电机控制器连接，向电机控制器发送数据，电机控制器接收来自远端设备的数据，利用所述数据产生相应控制信号并发送到电机驱动器，电机驱动器根据控制信号驱动电机运行，从而带动电机的负载运行，反馈装置连接至电机控制器以构成闭环反馈，反馈装置获取关于负载的反馈信息，并将反馈信息传送给电机控制器，并且在产生控制信号时，电机控制器还利用所述反馈信息。 

根据本实用新型实施例的电机控制器和控制系统，能够灵活有效 地满足加速器控制领域关于步进电机等的运动控制需求，并且性价比高，系统构建灵活。例如，本实用新型控制器应用串口转以太网技术，在远程控制应用中可以直接将控制器接入以太网，相比于通过串口服务器或PC机来接入以太网，本控制器构建的控制系统结构简单，成本大大降低。针对步进电机等开环控制这一问题，本实用新型控制器配备了针对例如光栅尺、电阻尺、限位开关等反馈装置的接口，构成稳定可靠的闭环系统。由此搭建的电机运动控制系统构成了一个闭环控制系统，能够精确控制电机的转速和位移。再者，能够将多轴控制集成在一个控制板上，提高了控制效率，实现了基于以太网的多轴联动一体化步进电机控制器。本实用新型电机控制器能够使用有限状态机来合成任意频率，这为实现运动控制策略提供了保证。此外，本实用新型电机控制器和系统不仅可以控制步进电机，还可以控制直线电机，能够应用于多种场合。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中： 

图1是根据本实用新型实施例的基于以太网的电机控制系统的示意图； 

图2是根据本实用新型实施例的电机控制器的示意框图； 

图3是根据本实用新型实施例的电机控制器合成的四路方波信号的屏幕截图；