网络式多通道平台定位控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种网络式多通道平台定位控制装置，包括A/D采集单元、D/A输出单元、PID算法模块、中央处理器、网络通讯模块、存储器和双端口RAM，所述中央处理器与所述PID算法模块连接，所述网络通讯模块的信号输入端与所述中央处理器的信号输出端连接，所述中央处理器分别与所述存储器和所述双端口RAM连接。本实用新型专利技术能够通过以太网组网，实现中心计算机远距离控制多个平台定位，同时该装置能够实现位置控制参数远距离设置，位置控制过程数据远程采集和分析。本实用新型专利技术不但组网简单、成本低廉，而且大大提高现场使用的灵活性和便利性，非常适合大型、复杂平台的组网和远距离定位控制。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种平台定位控制装置，特别是涉及一种网络式多通道平台定位控制装置。
技术介绍
随着前沿科技一纳米技术的兴起和发展，人类在认识和改造自然方面开创了一个前所未有的新局面，许多领域越来越迫切需要精密的纳米定位系统。现在的精密定位系统在精密机械加工、微外科手术、大规模集成电路的生产等领域得到了广泛的应用，是现代制造技术的重要组成部分。平台定位控制装置是精密定位系统的重要组成部分。控制装置的性能直接关系到系统能够实现功能的多少、算法的复杂程度、通讯手段的优劣。如图I所示，现有多通道定位控制装置一般由A/D采集单元、D/A控制单元、中心处理器和PI D算法模块等组成，具备多通道定位控制的功能，但基本属于单机版，即是一种独立的控制装置，能进行独立的定位控制。不具备对外通信接口，或具备RS232，RS485或USB接口。但是其数据通信能力，组网能力十分有限，无法应用与大型平台的定位控制，且布线比较麻烦。现有技术的缺点I、不能通过以太网实现多台控制装置的组网；2、不能实现定位控制过程数据的远距离采集和分析；3、不能实现定位控制参数的远距离控制；导致上述技术缺点的原因是现在的定位控制装置多数是单机版，或是预留了 RS232、RS485、USB等串行接口，不配备以太网控制模块，不能实现多台装置的以太网组网。由于RS232和USB电缆连接距离有限，不能作远距离数据传输。RS485接口虽然能够进行远距离通信，但是由于数据传输速度有限，无法实时采集控制过程的数据。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述问题而提供一种组网简单、成本低廉、实现平台高精度定位的开环和闭环控制的网络式多通道平台定位控制装置。本技术是通过以下技术方案实现的一种网络式多通道平台定位控制装置，包括A/D采集单元、D/A输出单元、PID算法模块、中央处理器、网络通讯模块、存储器和双端口 RAM，所述网络通讯模块的信号输入端与所述中央处理器的信号输出端连接，所述中央处理器分别与所述存储器和所述双端口 RAM连接。通过A/D单元采集平台的反馈量数据，送入PID算法模块进行计算处理，同时把控制信号通过D/A单元转换为模拟信号送给定位平台，控制定位平台移动；与此同时，位置发生变化，平台反馈量也发生变化，PID算法控制输出变化，这样构成一个闭环系统，使平台移动到指定位置。上述闭环过程的反馈量数据能够通过设置，通过网络传输到中心计算机进行保存，能够方便对控制过程分析与处理。通过设置网络通讯模块，能实现中心计算机远距离控制多个平台定位，同时该装置能够实现位置控制参数远距离设置，位置控制过程数据远程采集和分析。装置也能够实现单通道或多通道的开环控制，直接由D/A控制输出。作为优选，所述平台定位控制装置还包括信号调理电路，所述信号调理电路与定位平台连接，所述信号调理电路的信号输出端与所述A/D采集单元的输入端连接，所述信号调理电路的信号输入端与所述D/A输出单元的信号输出端连接。采用信号调理电路与定位平台连接，提高了系统的可靠性。作为优选，所述平台定位控制装置还包括磁隔离电路，所述A/D采集单元的信号输出端与所述磁隔离电路的信号输入端连接，所述磁隔离电路的信号输出端与所述D/A输出单元的信号输入端连接，所述磁隔离电路与所述中央处理器连接。A/D采集单元采用18位以上精度的A/D转换器件，输入电压能够+5V -5V或O IOV能够选，加入磁隔离电路隔离A/D采集单元和中心处理单元，提高了可靠性。作为优选，所述平台定位控制装置还包括RJ45接口。通过RJ-45接口该定位控制装置能够与计算机、交换机或集线器等连接。作为优选，所述网络通讯模块采用集成以太网芯片。集成以太网芯片硬件固化TCP/IP、UDP协议，通过FPGA进行简单的网络配置即能够完成网络通信和数据传输。整个装置可工作在以太网的客户端或服务器模式。本技术的有益效果是本技术能够通过以太网组网，实现中心计算机远距离控制多个平台定位，同时该装置能够实现位置控制参数远距离设置，位置控制过程数据远程采集和分析。本技术不但组网简单、成本低廉，而且大大提高现场使用的灵活性和便利性，非常适合大型、复杂平台的组网和远距离定位控制。附图说明图I是现有的定位控制装置的结构框图；图2是本技术网络式多通道平台定位控制装置的结构框图；图3是多台网络式高精度平台控制装置的组网示意图。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本技术作进一步的详细说明如图2所示，本技术网络式多通道平台定位控制装置，包括A/D采集单元、D/A输出单元、PID算法模块、中央处理器、网络通讯模块、存储器和双端口 RAM，所述网络通讯模块的信号输入端与所述中央处理器的信号输出端连接，所述中央处理器分别与所述存储器和所述双端口 RAM连接。通过A/D单元采集平台的反馈量数据，送入PID算法模块进行计算处理，同时把控制信号通过D/A单元转换为模拟信号送给定位平台，控制定位平台移动；与此同时，位置发生变化，平台反馈量也发生变化，PID算法控制输出变化，这样构成一个闭环系统，使平台移动到指定位置。上述闭环过程的反馈量数据能够通过设置，通过网络传输到中心计算机进行保存，能够方便对控制过程分析与处理。通过设置网络通讯模块，能实现中心计算机远距离控制多个平台定位，同时该装置能够实现位置控制参数远距离设置，位置控制过程数据远程采集和分析。装置也能够实现单通道或多通道的开环控制，直接由D/A控制输出。在本实施例中，中央处理器采用FPGA芯片，嵌入NIOS II处理核，外接双端口 RAM和可配置存储器，集硬件CPU和可编程控制逻辑与一体。运用FPGA芯片+NIOS II的模式，既有CPU编程的灵活性，又可编程逻辑实现的高效、高速的特点。其中A/D、D/A、双端口的接口时序由FPGA控制逻辑实现；反馈量数据的采集、双端口缓存和网络传输等控制流程则由NIOS II处理器统一协调和实现。PID算法模块采用增量式PID算法原理，并由FPGA的硬件逻辑实现。PID算法控制的参数、开闭环控制等模式，则可由网络灵活配置。所述平台定位控制装置还包括信号调理电路，所述信号调理电路与定位平台连接，所述信号调理电路的信号输出端与所述A/D采集单元的输入端连接，所述信号调理电路的信号输入端与所述D/A输出单元的信号输出端连接。采用信号调理电路与定位平台连接，提高了系统的可靠性。所述平台定位控制装置还包括磁隔离电路，所述A/D采集单元的信号输出端与所述磁隔离电路的信号输入端连接，所述磁隔离电路的信号输出端与所述D/A输出单元的信号输入端连接，所述磁隔离电路与所述中央处理器连接。A/D采集单元采用·18位以上精度的A/D转换器件，输入电压能够+5V -5V或O IOV能够选，加入磁隔离电路隔离A/D采集单元和中心处理单元，提高了可靠性。所述平台定位控制装置还包括RJ45接口。如图3所示，通过RJ-45接口该定位控制装置能够与计算机、交换机或集线器等连接。所述网络通讯模块采用集成以太网芯片。集成以太网芯片硬件固化TCP/IP、UDP协议，通过FPGA进行简单的网络配置即能够完成网络通信和数据传输。整个装置可工作在以太网的客户端或服务器模式。权利要求1.一种网络式多通道平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络式多通道平台定位控制装置，包括A/D采集单元、D/A输出单元、PID算法模块和中央处理器，所述中央处理器与所述PID算法模块连接，其特征在于：还包括网络通讯模块、存储器和双端口RAM，所述网络通讯模块的信号输入端与所述中央处理器的信号输出端连接，所述中央处理器分别与所述存储器和所述双端口RAM连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李学华，
申请(专利权)人：成都信息工程学院，
类型：实用新型
国别省市：