数据采集装置、包含其的控制系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例涉及控制技术领域，公开了一种数据采集装置、包含其的控制系统。数据采集装置包括：数字转换单元、控制单元以及通信接口；数字转换单元用于将旋转变压器的模拟轴角信号转换成单圈数字轴角信息；数字转换单元以及通信接口均连接控制单元，通信接口用于在控制单元以及外部的上位控制器之间实现总线通讯。本实用新型专利技术通过总线通信方式将旋转变压器的数字轴角信息传输至上位控制器，从而可以克服上位控制器远离旋转机构的应用场合中旋转变压器的模拟量信号易受干扰的问题，进而可以提高控制精度，并且，通过总线通信方式还可以简化接线，大大降低接线复杂度，从而有利于实现单个上位控制器分时采集多个旋转机构的轴角信息的应用。

A data acquisition device, a control system containing it

The embodiment of the utility model relates to the control technology field, and discloses a data acquisition device and a control system including the data acquisition device. The data acquisition device includes the digital conversion unit, the control unit and the communication interface, and the digital conversion unit is used to convert the analog axis angle signal of the rotating transformer to the single circle digital axis angle information, the digital conversion unit and the communication interface are all connected to the control unit, and the communication interface is used in the control unit and the external upper control control unit. The bus communication is realized between the systems. The utility model transfers the digital axis angle information of the rotating transformer to the upper controller by bus communication, so it can overcome the problem that the analog signal of the rotating transformer is easy to be disturbed in the application of the rotating mechanism, and then the control precision can be improved, and the bus communication mode can be achieved. It can also simplify the connection and greatly reduce the complexity of the connection, which is beneficial to the application of the single upper controller to collect the information of the axis angle of a number of rotating mechanisms in time.

【技术实现步骤摘要】
数据采集装置、包含其的控制系统
本技术实施例涉及控制
，特别涉及一种数据采集装置、包含其的控制系统。
技术介绍
在电机驱动行业，轴角编码器的应用非常广泛，常被应用于电机的闭环控制和运动长度的计量。旋转变压器(后面简称旋变)作为其中的一种，通常被用于反馈旋转机构的角度和速度。例如可将旋转变压器安装在电机轴上，用于检测电机的旋转速度和转子电角度，变频器通过读取这些信息进行电机控制。旋转变压器具有精度较高、稳定可靠、抗震等级高、环境适应强等优点，广泛应用在机床、港口机械和汽车电子等领域。由于旋转变压器输出的是模拟量电压信号，所以需要轴角编码成数字信号才能使用。轴角编码主要有两种方法：一是结合硬件调理电路，利用单片机或FPGA(Field-ProgrammableGateArray，简称FPGA，现场可编程门阵列)运行轴角转换算法计算轴角；另外一种是直接使用专用旋转变压器数字转换(Resolver-DigitalConverter，简称RDC)芯片。第一种方法成本低廉、实施灵活、实用性强，但存在转换精度不高、开发周期长和电路复杂等缺点。RDC芯片精度较高、外围电路简单，因此广泛应用于轴角编码。专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：RDC集成在变频器控制器中，电机上的旋变直接通过模拟信号线连接变频器，这样，随着电机和变频器距离的增大，旋变的模拟电压信号容易受干扰，进而会影响电机的控制精度；并且电机和变频器之间的信号线较多(例如单个电机和变频器之间的接线数目就有六根)，这样，在单个变频器分时控制多个带旋变的电机的场合，由于接线多且繁琐问题，会给布线带来极大的困难，并且可能限制应用的灵活性。另外，目前都是由上位机控制系统进行多圈绝对值累加从而实现计长的，但是由于上位控制系统和电机之间的传输线路问题可能会造成累加不准确的问题。例如，上位控制系统与数据采集装置之间的通信速度以及传输过程均可能会影响到多圈绝对值累加的准确性。
技术实现思路
本技术实施方式的目的在于提供一种数据采集装置、包含其的控制系统，通过总线通信方式将旋转变压器的数字轴角信息传输至上位控制器，从而可以克服上位控制器远离旋转机构的应用场合中旋转变压器的模拟量信号易受干扰的问题，进而可以提高控制精度，并且，通过总线通信方式还可以简化接线，大大降低接线复杂度，从而有利于实现单个上位控制器分时采集多个旋转机构轴角信息的应用。为解决上述技术问题，本技术的实施方式提供了一种数据采集装置，应用于带有旋转变压器的旋转机构，所述数据采集装置包括：数字转换单元、控制单元以及通信接口；所述数字转换单元用于将所述旋转变压器的模拟轴角信号转换成单圈数字轴角信息；所述数字转换单元以及所述通信接口均连接所述控制单元，所述通信接口用于在所述控制单元以及外部的上位控制器之间实现总线通讯。本技术的实施方式还提供了一种控制系统，包括：上位控制器以及分别与所述上位控制器通信连接的N个如前所述的数据采集装置；其中，所述N为大于或者等于1的自然数。本技术实施方式相对于现有技术而言，数据采集装置设置在旋转机构附近，这样，数据采集装置中的数字转换单元与旋转机构上的旋转变压器之间的距离非常近，从而使得数字转换单元接收到的旋转变压器的模拟电压信号(即轴角信号)受到的干扰非常小，确保了轴角信息的准确性，同时，数据采集装置还通过自带的通信接口与外部的上位控制器以总线方式进行通讯，从而可以将转换后的单圈数字轴角信息传输给上位控制器，因此，在上位控制器远离旋转机构的应用场合，可以克服长距离旋转变压器的模拟量信号易受干扰的问题，进而使得控制更精确，并且，在单个上位控制器分时采集多个旋转机构轴角信息的应用场合，通过总线通信方式传输轴角信息，可以大大简化接线，降低系统的接线复杂度。另外，所述控制单元还用于对多个所述单圈数字轴角信息进行多圈累积得到多圈长度信息。本实施方式与现有的光电编码器的多圈计长功能相比，采用数据采集装置与旋转变压器相结合的方式得到多圈长度信息(即计长)，从而可以适应恶劣环境，并且，由于多圈长度信息是在数据采集装置中累加，所以无需在上位控制器中进行多圈累积，进而可避免由于上位控制器和本地数据采集装置之间的通信速度受限或者通信质量不佳所导致的上位控制器不能正确累积多圈信号的问题，因此，可以提高计长的准确性。另外，所述数据采集装置还包括存储单元，所述存储单元用于存储所述数据采集装置自身的本地站号；所述通信接口用于接收所述上位控制器的数据读取请求，所述数据读取请求携带有目标数据采集装置的目标站号；所述控制单元用于在判断出所述本地站号与所述目标站号相同时，通过所述通信接口将请求读取的数据反馈至所述上位控制器。通过为数据采集装置设定本地站号，从而使得外部的上位控制器可以准确获取多个旋转机构的信息。另外，所述数据采集装置还包括与所述控制单元连接的拨码开关；所述拨码开关用于设定所述本地站号，从而可以方便地设置本地站号。另外，所述通信接口包括：全双工通信接口或半双工通信接口。另外，在所述通信接口为半双工通信接口时，所述半双工通信接口包括以下任意类型之一：RS-485、CAN。附图说明一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1是根据本技术第一实施方式数据采集装置的结构示意图；图2是根据本技术第三实施方式控制系统的结构示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。本技术的第一实施方式涉及一种数据采集装置，其应用于带有旋转变压器的旋转机构。旋转机构例如为电机、定滑轮等，本实施方式对于旋转机构不作具体限制。其中，电机例如为永磁同步电机，直流电机等，本实施方式对于电机不作具体限制。本实施方式的数据采集装置包括：数字转换单元、控制单元以及通信接口。数字转换单元用于将旋转变压器的模拟轴角信号转换成单圈数字轴角信息。数字转换单元以及通信接口均连接控制单元，通信接口用于在控制单元以及外部的上位控制器之间实现总线通讯。本技术实施方式相对于现有技术而言，数据采集装置设置在旋转机构附近，这样，数据采集装置中的数字转换单元与旋转机构上的旋转变压器之间的距离非常近，从而使得数字转换单元接收到的旋转变压器的模拟电压信号(即轴角信号)受到的干扰非常小，确保了轴角信息的准确性，同时，数据采集装置还通过自带的通信接口与外部的上位控制器以总线方式进行通讯，从而可以将转换后的单圈数字轴角信息传输给上位控制器，因此，在上位控制器远离旋转机构的应用场合，可以克服长距离旋转变压器的模拟量信号易受干扰的问题，进而使得控制更精确，并且，在单个上位控制器分时采集多个旋转机构轴角信息的应用场合，通过总线通信方式传输轴角信息，可以大大简化接线，降低系统的接线复杂度。下面对本实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据采集装置，应用于带有旋转变压器的旋转机构，其特征在于，所述数据采集装置包括：数字转换单元、控制单元以及通信接口；所述数字转换单元用于将所述旋转变压器的模拟轴角信号转换成单圈数字轴角信息；所述数字转换单元以及所述通信接口均连接所述控制单元，所述通信接口用于在所述控制单元以及外部的上位控制器之间实现总线通讯。

【技术特征摘要】
1.一种数据采集装置，应用于带有旋转变压器的旋转机构，其特征在于，所述数据采集装置包括：数字转换单元、控制单元以及通信接口；所述数字转换单元用于将所述旋转变压器的模拟轴角信号转换成单圈数字轴角信息；所述数字转换单元以及所述通信接口均连接所述控制单元，所述通信接口用于在所述控制单元以及外部的上位控制器之间实现总线通讯。2.根据权利要求1所述的数据采集装置，其特征在于，所述控制单元还用于对多个所述单圈数字轴角信息进行多圈累积得到多圈长度信息。3.根据权利要求1所述的数据采集装置，其特征在于，所述数据采集装置还包括存储单元，所述存储单元用于存储所述数据采集装置自身的本地站号；所述通信接口用于接收所述上位控制器的数据读取请求，所述数据读取请求携带有目标数据采集装置的目...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴浩，李武君，李兴鹤，金辛海，程祥，
申请(专利权)人：上海辛格林纳新时达电机有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31