[发明专利]一种支持可编程独立运行工作模式的步进运动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种步进运动系统，尤其是涉及一种支持可编程独立运行工作模式的步进运动系统。

背景技术

步进电机是将电脉冲信号转变为机械角位移的控制元件，即给步进电机一个脉冲信号，电机就转过一个步距角。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，由于步进电机控制简单，方便易用，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

虽然步进电机已被广泛地应用，但目前普遍使用的步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机可在多种模式下工作。它的工作模式较单一，通常就是工作在脉冲/方向控制方式下，必须由脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。同时由于其使用的工作模式较为单一，给诸多应用带来了不便甚至限制了其在不少场合下的应用。

工业自动化技术的发展是现代化的必要条件，工业自动化技术的发展同时对步进电机的运动控制提出了越来越高的要求，同时数字电子计数的高速发展给步进电机多样化控制带来了可能性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种支持可编程独立运行工作模式的步进运动系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种支持可编程独立运行工作模式的步进运动系统，其特征在于，包括编程终 端以及嵌入式控制终端，所述的编程终端通过通信网络与嵌入式控制终端连接；

所述的编程终端用于编程并发送控制或配置指令信息；所述的嵌入式控制终端对控制及配置指令解析及执行，并在每次上电后即可自动执行上次掉电时所保存的指令序列。

所述的编程终端为上位机或基于本运动系统嵌入式控制终端所支持的一套通信指令所开发的通信终端。

所述的嵌入式控制终端包括：

通信模块，与编程终端通信连接；

指令解析模块，与通信模块连接，用于解析通信模块接收的指令信息；

电机控制模块，与指令解析模块连接，用于控制电机在可编程独立运行模式下运行；

报警模块，与电机控制模块连接，对电机运行状态进行实时监测并提供遇错报警；

保护模块，与电机控制模块连接，对电机进行实时保护。

所述的通信模块为RS232、RS485、CANOpen或Ethernet通信模块。

所述的电机控制模块使电机处于以下控制模式：

在指令力矩模式下，所述的电机控制模块包含电流环闭环算法、模数转换算法、滤波算法以及根据I/O功能提供的报警或是保护功能；

在指令速度模式下，所述的电机控制模块包含电流闭环算法、速度闭环算法、模数转换算法、各个环路的滤波算法以及根据I/O功能提供的报警或是保护功能；

在指令位置模式下，所述的电机控制模块包含电流闭环算法、速度闭环算法、位置闭环算法、模数转换算法、运动轨迹生成算法、轨迹平滑算法、各个环路的滤波算法以及根据I/O功能提供的报警或是保护功能。

所述的报警模块设有错误状态查询接口、状态显示灯和状态输出接口，该状态显示灯用于显示错误状态，所述的状态输出接口用于输出错误状态。

所述的编程终端为用户提供一套控制和配置指令集，用户使用该指令集编写指令序列提供给嵌入式控制终端自动解析并执行。

所述的指令解析模块支持指令单线程顺序执行或多线程并行执行技术。

所述的编程终端通过I/O操作指令对用户的输入引脚状态进行判断，或对用户寄存器的读取操作从而实现指令跳转以完成用户指定的相应动作；同时还提供对输 出引脚的操作指令或对用户寄存器的写操作以输出相应的动作执行状态。

所述的编程终端支持中断服务，用于立即执行由I/O引脚或是错误警告触发的中断服务。

与现有技术相比，本发明支持可编程独立运行工作模式，包括：通信下载技术，对控制及配置指令的解析及执行，支持单线程顺序执行或多线程并行指令执行操作，对用户I/O和寄存器的配合操作，支持中断服务，可编程固化技术，上电后独立运行模式；本发明极大的简化了步进电机的使用，丰富了步进电机系统的功能及应用范围，扩展了步进电机的应用场合。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的控制流程图；

图3为本发明的PWM周期中断处理流程图。