基于canopen总线的agv全数字交流伺服驱动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种伺服电机的控制技术领域，尤其涉及一种基于CANOPEN总线的AGV全数字交流伺服驱动系统。
【背景技术】
[0002]现有技术中的AGV小车的驱动常用有刷直流电机作为驱动动力，有刷直流电机因碳刷磨损快，从而导致AGV小车驱动及运行的故障多，且有刷直流电机在工作时多为模拟量或脉冲控制，因此稳定性差，频繁的维护造成AGV小车寿命骤减。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种连接线路少、工作稳定的基于CANOPEN总线的AGV全数字交流伺服驱动系统。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:基于CANOPEN总线的AGV全数字交流伺服驱动系统，安装在AGV小车上，包括主站，所述主站通过CANOPEN总线依次串联有若干从站，各所述从站分别对应连接有低压交流伺服电机，在所述CANOPEN总线的连接终端连接有安全电阻；
[0005]所述主站包括AGV主控单元，所述AGV主控单元连接有CANOPEN总线通讯接口 ；
[0006]所述从站包括伺服驱动控制器、主控芯片和直流/交流逆变模块，所述主控芯片上设有CANOPEN总线输入引脚、CANOPEN总线输出引脚、外部输入引脚、电源连接引脚、编码器连接引脚和连接所述低压交流伺服电机的电机连接引脚。
[0007]作为优选的技术方案，所述AGV主控单元设置为单片机或PCL控制器，一个所述AGV主控单元最多可接63个所述从站。
[0008]作为优选的技术方案，所述CANOPEN总线的通讯速度最高为1M/S。
[0009]作为优选的技术方案，所述电源连接引脚连接24V的直流电压。
[0010]作为优选的技术方案，所述CANOPEN总线输入引脚包括输入高电平引脚CAN_H、输入低电平引脚CAN_L和安全地线引脚CAN_GND ;所述CANOPEN总线输出引脚包括输出高电平引脚CAN_H、输出低电平引脚CAN_L和安全地线引脚CAN_GND ;所述外部输入引脚包括启动弓I脚5V_0N、复位弓I脚RESET和公共引脚COM ;所述电源连接弓I脚包括24V高电位引脚、OV高电位引脚和PE引脚；所述电机连接引脚包括U相引脚、V相引脚、W相引脚和数据输出PE引脚。
[0011]作为优选的技术方案，所述安全电阻为220Ω。
[0012]作为优选的技术方案，所述低压交流伺服电机的额定功率为70W，额定转速为3000转/分。
[0013]由于采用了上述技术方案，基于CANOPEN总线的AGV全数字交流伺服驱动系统，安装在AGV小车上，包括主站，所述主站通过CANOPEN总线依次串联有若干从站，各所述从站分别对应连接有低压交流伺服电机，在所述CANOPEN总线的连接终端连接有安全电阻；所述主站包括AGV主控单元，所述AGV主控单元连接有CANOPEN总线通讯接口 ；所述从站包括伺服驱动控制器、主控芯片和直流/交流逆变模块，所述主控芯片上设有CANOPEN总线输入引脚、CANOPEN总线输出引脚、外部输入引脚、电源连接引脚、编码器连接引脚和连接所述低压交流伺服电机的电机连接引脚；本实用新型的有益效果是:不同的从站分别用于控制AGV小车的左、右侧的低压交流伺服电机，AGV主控单元与伺服驱动控制器和主控芯片等均采用CANOPEN总线进行通讯，使AGV小车的运行速度和差速转弯等指令通过CANOPEN总线通讯完成，同时低压交流伺服电机实际速度也通过CANOPEN总线通讯反馈给AGV主控单元，实现AGV小车的精确控制，整个系统结构简单、稳定，操作方便。
【附图说明】
[0014]以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中:
[0015]图1是本实用新型实施例的结构框图；
[0016]图2是本实用新型实施例主控芯片的电路连接示意图；
[0017]图3是本实用新型实施例伺服驱动控制器的闭环控制示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
[0019]如图1所示，基于CANOPEN总线的AGV全数字交流伺服驱动系统，安装在AGV小车上，包括主站，所述主站通过CANOPEN总线依次串联有若干从站，各所述从站分别对应连接有低压交流伺服电机，在所述CANOPEN总线的连接终端连接有安全电阻，所述安全电阻为220Ω，以保证整个网络的安全运行。为满足使用所述低压交流伺服电机的额定功率为70W，额定转速为3000转/分。
[0020]本实施例的所述主站包括AGV主控单元，所述AGV主控单元连接有CANOPEN总线通讯接口，所述AGV主控单元设置为单片机或PCL控制器，一个所述AGV主控单元最多可接63个所述从站，所述CANOPEN总线的通讯速度最高为1M/S，以满足伺服控制的需要。在AGV主控单元中设有CANOPEN BUILDER软件，用其导入各从站的EDS文件，使用CANOPENBUILDER软件对整个网络进行组态，并且下载到AGV主控单元中，这样在AGV主控单元中就可以读取各从站的位移和速度的实际值，也可以写入各从站的位移和速度的指令值，使整个系统控制异常简单。
[0021]如图2所示，所述从站包括伺服驱动控制器、主控芯片和直流/交流逆变模块，所述主控芯片上设有CANOPEN总线输入引脚、CANOPEN总线输出引脚、外部输入引脚、电源连接引脚、编码器连接引脚和连接所述低压交流伺服电机的电机连接引脚。所述CANOPEN总线输入引脚包括输入高电平引脚CAN_H、输入低电平引脚CAN_L和安全地线引脚CAN_GND ；所述CANOPEN总线输出引脚包括输出高电平引脚CAN_H、输出低电平引脚CAN_L和安全地线引脚CAN_GND ;所述外部输入引脚包括启动引脚5V_0N、复位引脚RESET和公共引脚COM ;所述电源连接引脚包括24V高电位引脚、OV高电位引脚和PE引脚；所述电机连接引脚包括U相引脚、V相引脚、W相引脚和数据输出PE引脚，所述电源连接引脚连接24V的直流电压。
[0022]所述直流/交流逆变模块为本技术领域内普通技术人员，在此不再详述，所述直流/交流逆变模块可以把直流电池的直流电逆变成交流电供低压交流伺服电机使用，低压交流伺服电机的轴端安装有编码器，该编码器可以设置为增量式光电编码器，也可以设置为旋转变压器，编码器将信号反馈到主控芯片，与AGV主控单元给定的信号比较，经PID运算，构成闭环控制，控制低压交流伺服电机的速度和位置。从站也设有CANOPEN总线接口，低压交流伺服电机的控制信号由AGV主控单元通过CANOPEN总线给定。
[0023]如图3所示，伺服驱动控制器为一个独立的控制单元，当给定量随机变化时，系统能使被控量无误地跟踪并复现给定量，给定量可能是角位移或直线位移。所以，位置控制必然是一个反馈控制系统，组成位置控制回路，即位置环，它处于系统最外环，包括:位置控制器、速度控制器、功率变换器、低压交流伺服电机等。速度控制的给定量通常为恒值，不管外界扰动的情况如何，希望输出量能够稳定，因此系统的抗扰性能就显得十分重要。而位置控制系统中的位置指令是经常变化的，是一个随机变量，要求输出量准确跟踪给定量的变化。输出响应的快速性、灵活性、准确性成了位置控制系统的主要特征，也就是说，系统的跟随性成为主要指标。在位置控制系统中的输入端加入位置给定信号，而位置控制器的输出端即速度指令信号，伺服电动机即按速度指令运转。所以，只要在速度控制系统的基础上再加上一个位置外环就构成了位置控制系统了。进一步提高了 AGV小车运行的可靠、稳定性。
[0024]本实用新型不同的从站分别用于控制AGV小车的左、右侧的低压交流伺服电机，AGV主控单元与伺服驱动控制器和主控芯片等均采用CANOPEN总线进行通讯，使AGV小车的运行速度和差速转弯等指令通过CANOPEN总线通讯完成，同时低压交流伺服电机实际速度也通过CANOPEN总线通讯反馈给AGV主控单元，实现AGV小车的精确控制，整个系统结构简单、稳定，操作方便。
【主权项】
1.基于CANOPEN总线的AGV全数字交流伺服驱动系统，安装在AGV小车上，其特征在于:包括主站，所述主站通过CANOPEN总线依次串联有若干从站，各所述从站分别对应连接有低压交流伺服电机，在所述CANOPEN总线的连接终端连接有安全电阻； 所述主站包括AGV主控单元，所述AGV主控单元连接有CANOPEN总线通讯接口 ； 所述从站包括伺服驱动控制器、主控芯片和直流/交流逆变模块，所述主控芯片上设有CANOPEN总线输入引脚、CANOPEN总线输出引脚、外部输入引脚、电源连接弓I脚、编码器连接弓I脚和连接所述低压交流伺服电机的电机连接引脚。
2.如权利要求1所述的基于CANOPEN总线的AGV全数字交流伺服驱动系统，其特征在于:所述AGV主控单元设置为单片机或PCL控制器，一个所述AGV主控单元最多可接63个所述从站。
3.如权利要求2所述的基于CANOPEN总线的AGV全数字交流伺服驱动系统，其特征在于:所述CANOPEN总线的通讯速度最高为1M/S。
4.如权利要求1、2或3所述的基于CANOPEN总线的AGV全数字交流伺服驱动系统，其特征在于:所述电源连接引脚连接24V的直流电压。
5.如权利要求4所述的基于CANOPEN总线的AGV全数字交流伺服驱动系统，其特征在于:所述CANOPEN总线输入引脚包括输入高电平引脚CAN_H、输入低电平引脚CAN_L和安全地线引脚CAN_GND ； 所述CANOPEN总线输出引脚包括输出高电平引脚CAN_H、输出低电平引脚CAN_L和安全地线引脚CAN_GND ； 所述外部输入引脚包括启动引脚5V_0N、复位引脚RESET和公共引脚COM ； 所述电源连接引脚包括24V高电位引脚、OV高电位引脚和PE引脚； 所述电机连接引脚包括U相引脚、V相引脚、W相引脚和数据输出PE引脚。
6.如权利要求1所述的基于CANOPEN总线的AGV全数字交流伺服驱动系统，其特征在于:所述安全电阻为220 Ω。
7.如权利要求1所述的基于CANOPEN总线的AGV全数字交流伺服驱动系统，其特征在于:所述低压交流伺服电机的额定功率为70W，额定转速为3000转/分。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于CANOPEN总线的AGV全数字交流伺服驱动系统，包括主站、CANOPEN总线、从站、低压交流伺服电机和安全电阻；主站包括AGV主控单元和CANOPEN总线通讯接口；从站包括伺服驱动控制器、主控芯片和直流/交流逆变模块；不同的从站分别用于控制AGV小车的左、右侧的低压交流伺服电机，AGV主控单元与伺服驱动控制器和主控芯片等均采用CANOPEN总线进行通讯，使AGV小车的运行速度和差速转弯等指令通过CANOPEN总线通讯完成，同时低压交流伺服电机实际速度也通过CANOPEN总线通讯反馈给AGV主控单元，实现AGV小车的精确控制，整个系统结构简单、稳定，操作方便。
【IPC分类】H02P5-74, B60L15-32
【公开号】CN204383200
【申请号】CN201520026719
【发明人】雷钧, 张文平
【申请人】十堰金海源实业有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月15日