混凝土泵车臂架运动控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种混凝土泵车臂架运动控制器，它包括ＤＳＰ主处理器、ＣＰＬＤ总线译码及电平转换器、数字输入模块、数字输出模块；ＤＳＰ主处理器与ＣＰＬＤ译码及电平转换器和数字输出模块相连，ＣＰＬＤ译码及电平转换器和数字输入模块相连，并且ＣＰＬＤ译码及电平转换器还与ＰＣ１０４总线接口模块以及ＣＡＮ总线接口模块相连。ＰＣ１０４总线接口模块包括双端口存储器、ＰＣ１０４总线驱动器和ＰＣ１０４总线接口；ＰＣ１０４总线接口与ＰＣ１０４总线驱动器相连，ＰＣ１０４总线驱动器再与双端口存储器相连；ＣＡＮ总线接口模块包括ＣＡＮ驱动器和光电隔离器。本实用新型专利技术基于ＰＣ１０４总线和ＣＡＮ总线接口设计，并能以解决原有多轴运动控制器不能和ＰＣ１０４系列工控机直接进行总线连接和与外部通信不便所带来的各种问题。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

Concrete pump truck boom movement controller

The utility model discloses a concrete pump truck arm motion controller, which comprises a DSP main processor, CPLD bus decoding and level converter, digital input module, digital output module; DSP main processor connected with CPLD decoding and level converter and digital output module, CPLD decoding and level converter and digital input module is connected, and CPLD decoding and level converter with PC104 bus interface module and CAN interface module. The PC104 bus interface module includes dual port memory, PC104 bus driver and PC104 bus interface; PC104 bus interface is connected with the PC104 bus driver, PC104 bus driver is connected with the dual port memory; CAN bus interface module includes CAN driver and photoelectric isolator. The utility model has the advantages of PC104 bus and CAN bus interface design based on various problems, and can bus is connected with the external communication and inconvenience brought about directly to solve the original multi axis motion controller and PC104 series computer.

【技术实现步骤摘要】

本技术主要涉及到一种运动控制装置，特指一种混凝土泵车臂架运动控制器。
技术介绍
在混凝土泵车臂架控制、机器人控制、数控机床控制或其它多轴系的控制系统中，运动控制器是最核心的组成部分，近年来越来越多力量投入到多轴运动控制器的研究中，在市场上也出现了接口不一、性能各异的同类产品。随着机电设备智能化的发展，其控制系统的机载化、小型化成为一种必然的发展趋势。PC104系列工控机以其小巧的结构、优越的性能和可靠的连接，非常适合作为机电设备机载化控制系统的主控计算机，并在这方面得到了非常广泛的应用。但现有的多轴运动控制器一般都是基于ISA或PCI总线的，它们都不能和PC104系列工控机以总线方式直接进行连接，在集成机电一体化多轴运动控制系统时，常常因为没有配套的多轴运动控制器而不得不放弃以PC104系列工控机作为主控计算机的方案，不能满足目前实际操作的需要。另外，目前的运动控制器一般采用串口与外部进行信息交换或者没有信息交换功能，而现代控制中的信息量越来越多，对通信要求也越来越高，单纯依靠串口或没有通信接口都严重制约了运动控制器的进一步发展。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题就在于针对技术存在的技术问题，克服现有技术的缺陷，提供一种基于PC104总线和CAN总线接口并能以解决原有多轴运动控制器不能和PC104系列工控机直接进行总线连接和与外部通信不便所带来的各种问题的混凝土泵车臂架运动控制器。为了解决上述技术问题，本技术提出的解决方案为一种混凝土泵车臂架运动控制器，它包括DSP主处理器、CPLD总线译码及电平转换器、数字输入模块、数字输出模块，其特征在于所述DSP主处理器与CPLD译码及电平转换器和数字输出模块相连，CPLD译码及电平转换器和数字输入模块相连，并且CPLD译码及电平转换器还与PC104总线接口模块以及CAN总线接口模块相连。所述PC104总线接口模块包括双端口存储器、PC104总线驱动器和PC104总线接口；PC104总线接口与PC104总线驱动器相连，PC104总线驱动器再与双端口存储器相连；所述CAN总线接口模块包括CAN驱动器和光电隔离器。所述数字输入模块包括数字输入接口以及光电隔离器，而数字输出模块则包括数字输出接口以及光电隔离器。该控制器还包括有双电压监控器，该监控器与DSP主处理器相连。与现有技术相比，本技术的优点在于1、本技术的混凝土泵车臂架运动控制器以DSP主处理器和CPLD译码电路为核心，集成度高，运算速度快，能量消耗少；2、本技术的混凝土泵车臂架运动控制器具有PC104总线接口，可以直接和PC104系列工控机组成多轴运动控制系统；3、本技术的混凝土泵车臂架运动控制器具有11通道数字输入接口，可以实时采集外部输入的数字控制信号；并具有11通道的数字输出接口，包括5路PWM输出通道和6路数字信号输出通道，可以输出各种控制信号。因此，本技术可同时对混凝土泵车转台和4节臂架进行连动控制和独立控制，控制精度高；4、本技术的混凝土泵车臂架运动控制器具有4K的公用存储器，既可作为数字信号处理器缓存使用，也可以作为双向通讯数据缓冲池使用，控制参数可灵活地在线设置、修改和存储；5、本技术的混凝土泵车臂架运动控制器具有CAN总线通信功能，可以直接通过CAN总线与外部进行信息交换，便于远距离信息传输。附图说明图1是本技术的结构原理方框示意图；图2是本技术具体实施例的电路示意图。图例说明1、DSP主处理器 2、CPLD译码及电平转换器3、数字输入模块 4、数字输出模块5、PC104总线接口模块6、CAN总线接口模块具体实施方式以下将结合附图对本技术作进一步详细说明。如图1所示本技术的基本结构，它采用高速DSP主处理器1、大规模CPLD和CAN总线通讯技术，提供了一种基于PC104总线和CAN总线的多轴运动控制装置。如图1所示，本技术它包括DSP主处理器1、CPLD总线译码及电平转换器2、数字输入模块3、数字输出模块4，DSP主处理器1与CPLD译码及电平转换器2和数字输出模块4相连，CPLD译码及电平转换器2和数字输入模块3相连，并且CPLD译码及电平转换器2还与PC104总线接口模块5以及CAN总线接口模块6相连。PC104总线接口模块5包括双端口存储器、PC104总线驱动器和PC104总线接口；PC104总线接口与PC104总线驱动器相连，PC104总线驱动器再与双端口存储器相连；CAN总线接口模块6包括CAN驱动器和光电隔离器，通过光点隔离器连接于CPLD总线译码及电平转换器2。所述数字输入模块3包括数字输入接口以及光电隔离器，并通过光电隔离器与CPLD总线译码及电平转换器2相连；而数字输出模块4则包括数字输出接口以及光电隔离器，并通过光电隔离器与CPLD总线译码及电平转换器2相连。该控制器还包括有双电压监控器，该监控器与DSP主处理器1相连，可同时对+5V和+3.3V电压进行在线监测，出现问题时复位DSP主处理器1。其中，DSP主处理器1和CPLD译码及电平转换器2构成本技术的核心，负责整个控制器的电路控制、信息处理、控制输出以及总线通信等功能；PC104总线接口、PC104总线驱动器和双端口存储器构成PC104总线接口模块5，可实现与PC104工控机的数据交换；CAN驱动器以及光电隔离构成CAN总线接口模块6，可实现控制器与外部的通信；数字输入接口和光电隔离构成的数字输入模块3，接受外部输入的数字信号；数字输出接口和光电隔离构成的数字输出模块4，用来输出DSP主处理器1产生的各种控制信号(包括PWM信号和数字信号)。工作原理(1)参数设置和记忆当以PC104总线和PC104工控机连接使用时，PC104工控机将参数、参数类别、通讯密匙存储在公用存储约定的存储单元中，然后发出中断信号，运动控制器立即响应中断并进入中断服务程序，在中断服务中验证密匙、判断类别、读取参数并存储到非易失性存储器中。(2)参数在线调整在运动控制器上电时，初始化程序会将非易失性存储器中的参数读出并存储到公用存储器约定的单元中，在进入运动控制时，每个周期中要使用这些参数时将直接从公用存储器相应单元中读取，当以PC104总线和PC104工控机连接使用时，PC104工控机可以不断地在线将参数直接存储到公用存储器相应单元中，以更新原来的参数达到调整的目的。(3)数字信号采集运动控制器可以通过11路隔离型数字信号采集通道实时采集外部输入的数字控制信号，DSP主处理器1在把这些输入信号进行必要的处理后，一方面可供主处理器自身的控制使用，另一方面主处理器可以把这些数字输入信号存储到双端口存储器中，供PC104工控机读取，同时，主处理器还可以把这些信息通过CAN总线传给外界需要的设备。(4)运动控制输出DSP主处理器1可以根据PC104工控机存储到双端口存储器中的控制模式字，判断控制输出模式，并进行相应的输出控制。如果是紧急停止控制模式，则停止对臂架的控制，调用臂架停止运动函数停止控制信号的输出；如果是手动控制模式，则停止对臂架的智能控制，并通知模式切换控制器进行手动控制信号的切换输出；如果是多臂架同时控制模式，则依次调用各臂架控制函数，一次完成对所有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混凝土泵车臂架运动控制器，它包括ＤＳＰ主处理器（１）、ＣＰＬＤ总线译码及电平转换器（２）、数字输入模块（３）、数字输出模块（４），其特征在于：所述ＤＳＰ主处理器（１）与ＣＰＬＤ译码及电平转换器（２）和数字输出模块（４）相连，ＣＰＬＤ译码及电平转换器（２）和数字输入模块（３）相连，并且ＣＰＬＤ译码及电平转换器（２）还与ＰＣ１０４总线接口模块（５）以及ＣＡＮ总线接口模块（６）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龙刚强，周华平，
申请(专利权)人：三一重工股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]