適用于貼標機高精度自動化控制的嵌入式軟plc系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及軟PLC系統(tǒng)，尤其是一種適用于貼標機高精度自動化控制的嵌入式軟PLC系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的貼標機都使用電子感應(yīng)及腳踏開關(guān)控制動作的順序，加工效率受影響:如使用定型機構(gòu)，鉸鏈，推桿等機械結(jié)構(gòu)的傳動控制夾板的運動，其缺點在于對標簽的適應(yīng)性差，當標簽種類變化時，機械結(jié)構(gòu)調(diào)整復(fù)雜，自動化程度低，工人勞動強度大、噪聲大；使用硬件PLC控制，通過PLC的程序?qū)崿F(xiàn)夾板的旋轉(zhuǎn)貼合動作，部分實現(xiàn)自動化，但沒有位置檢測裝置，貼標精度很難提高，且屬于半自動化，工作效率受影響。
[0003]此外，現(xiàn)有的自動貼標機，控制采用硬件PLC統(tǒng)一控制各機構(gòu)和模組的運作，使其能夠在高精度的控制下進行作業(yè)，采用控制裝置的控制能夠增強各機構(gòu)的作業(yè)連貫性，輔以各機構(gòu)和模組的配合，但是難以構(gòu)建開放的硬件體系結(jié)構(gòu)，無法實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)且局限性大。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種適用于貼標機高精度自動化控制的嵌入式軟PLC系統(tǒng)，為實現(xiàn)上述目的本實用新型的具體方案如下:
[0005]一種適用于貼標機高精度自動化控制的嵌入式軟PLC系統(tǒng)，包括基于CoDeSys的開發(fā)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)，其中所述開發(fā)系統(tǒng)包括PLC程序編輯模塊、程序編譯和調(diào)試模塊及第一通信模塊；所述運行系統(tǒng)包括第二通信模塊、嵌入式控制系統(tǒng)、I/O接口模塊以及通過所述I/O接口模塊電連接的電機驅(qū)動模塊、電機反饋模塊，所述開發(fā)系統(tǒng)與所述運行系統(tǒng)之間通過所述第一通信模塊、第二通信模塊電連接。
[0006]優(yōu)選的，所述嵌入式控制系統(tǒng)包括基于ARM系統(tǒng)的主控制器和基于FPGA的輔助運動控制器，所述主控制器與所述輔助運動控制器之間通過讀寫總線實現(xiàn)交互。
[0007]優(yōu)選的，所述主控制器包括用于處理并發(fā)送通訊數(shù)據(jù)的通訊管理單元、驅(qū)動用于位置控制的調(diào)速電機的第一電機驅(qū)動模塊、用于采集前述運動反饋信號的第一信號采集單
J L.ο
[0008]優(yōu)選的，所述主控制器包括用于采集外部的傳感器信號和將經(jīng)過邏輯運算結(jié)果輸出的信號輸出給外部設(shè)備的輸入輸出模塊。
[0009]優(yōu)選的，所述主控制器通過串行接口與所述開發(fā)系統(tǒng)進行通信。
[0010]優(yōu)選的，所述輔助運動控制器包括用于接收主控制器發(fā)出的運動命令并將運算結(jié)果發(fā)送至主控制器的I/o單元、處理邏輯關(guān)系，進行邏輯判斷的邏輯過程運算單元、解析所述運動命令的命令解析單元、根據(jù)速度控制結(jié)果輸出PWM脈沖的PWM模塊。
[0011]優(yōu)選的，所述輔助運動控制器包括用于擴展設(shè)備的CAN總線。
[0012]優(yōu)選的，所述輔助運動控制器包括支持FPGA配置、調(diào)試和在線升級的配置模塊。
[0013]優(yōu)選的，所述輔助運動控制器包括驅(qū)動動作重復(fù)、位置固定的電機的第二電機驅(qū)動模塊、用于采集前述運動反饋信號的第二信號采集單元。
[0014]本實用新型提供的適用于貼標機高精度自動化控制的嵌入式軟PLC系統(tǒng)具有以下特點:
[0015]1.實現(xiàn)真正的全自動控制，可編程，數(shù)字伺服控制。
[0016]2.軟PLC可以為日后的網(wǎng)絡(luò)和射頻提供使用環(huán)境。
[0017]3.由于有數(shù)字伺服控制，柔性好，未來能夠用于生產(chǎn)線，真正做到無人操作。
【附圖說明】
[0018]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定，在附圖中:
[0019]圖1為本實用新型實施例嵌入式軟PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例嵌入式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本實用新型實施例嵌入式控制系統(tǒng)原理圖。
【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合附圖以及具體實施例來詳細說明本實用新型，在此本實用新型的示意性實施例以及說明用來解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。
[0023]實施例
[0024]如圖1所示，一種適用于貼標機高精度自動化控制的嵌入式軟PLC系統(tǒng)，軟PLC系統(tǒng)包括基于CoDeSys的開發(fā)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)兩部分，其中所述開發(fā)系統(tǒng)包括PLC程序編輯模塊、程序編譯和調(diào)試模塊及第一通信模塊，是帶有調(diào)試和編譯功能的PLC編程器，系統(tǒng)遵循IEC61131.3標準，支持多語言編程以及各編程語言之間的相互轉(zhuǎn)換，同時具備豐富的控制模塊，支持多種PID算法，開放的控制算法接口，并且支持用戶嵌入自己的控制算法模塊；所述運行系統(tǒng)包括第二通信模塊、嵌入式控制系統(tǒng)、I/O接口模塊以及通過所述I/O接口模塊電連接的電機驅(qū)動模塊、電機反饋模塊，運行系統(tǒng)是軟PLC的核心，完成輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理等工作，所述開發(fā)系統(tǒng)與所述運行系統(tǒng)之間通過所述第一通信模塊、第二通信模塊電連接。
[0025]電機驅(qū)動模塊主要負責將控制電機的指令信號進行驅(qū)動，實現(xiàn)電機控制信號的電平轉(zhuǎn)換，以驅(qū)動電機。
[0026]電機反饋模塊的作用是收集電機實際的運行信息并將信息反饋給主控單元，完成運動控制的閉環(huán)控制。I/o接口模塊對反饋光柵尺差分信號進行光電隔離然后送入PLC及FPGA行鑒相和計數(shù)。
[0027]本實用新型的嵌入式軟PLC系統(tǒng)工作原理為:用戶將程序編輯好后，軟PLC系統(tǒng)會循環(huán)掃描用戶所編輯的程序，并把掃描到的數(shù)據(jù)存放到緩沖區(qū)域，當執(zhí)行到輸出命令的時候就會將數(shù)據(jù)輸出。由于軟PLC在含有傳統(tǒng)PLC的功能特點之外又繼承了 PC機的各種優(yōu)點，所以軟PLC具有高速的數(shù)據(jù)處理能力和強大的網(wǎng)絡(luò)通訊能力。
[0028]如圖2、3所示，本實施例中，嵌入式控制系統(tǒng)包括基于ARM系統(tǒng)的主控制器和基于FPGA的輔助運動控制器，ARM選用K60系列，自帶調(diào)試用的JIGA接口與上位機開發(fā)系統(tǒng)連接，F(xiàn)PGA需外接JIGA接口，并需要再接EPCS作為外存才能調(diào)試，F(xiàn)PGA具有硬件可編程的特點，用于實現(xiàn)運動控制系統(tǒng)，將主要的運動控制功能在FPGA中實現(xiàn)，可以減少系統(tǒng)中所需的元件數(shù)，縮小系統(tǒng)體積。支持重構(gòu)設(shè)計，使用戶可以在系統(tǒng)需求發(fā)生改變時，適時更新升級自己的硬件。FPGA的擴展性能好、易于維護系統(tǒng)升級容易，F(xiàn)PGA在速度上的優(yōu)勢使得其可滿足對系統(tǒng)性能和精度要求較高的控制場合的需求，在ARM上實現(xiàn)的PLC，主要實現(xiàn)包括通訊管理和部分運動反饋信號的采集處理、根據(jù)判斷的結(jié)果將信號傳遞給輸入輸出模塊、接收外部輸入信號、處理通