串口通讯数据和CAN通讯数据的通讯管理单元；部分运动反馈信号的信号采集单元；发送运动控制命令给从控制模块，控制FPGA的PWM脉冲进给。FPGA主要实现运动控制信号的输出，包括处理逻辑关系，进行逻辑判断的逻辑过程运算单元、用于接收主控制器发出的运动命令并将运算结果发送至主控制器的I/O单元，解析主控制模块发出的命令和运动参数的命令解析单元；根据运动参数进行速度控制PWM模块，PWM模块根据速度控制结果输出PWM脉冲，所述主控制器与所述辅助运动控制器之间通过读写总线实现交互，通过读写总线访问FPGA内部的双口 RAM来实现对FPGA的控制。
[0029]本实施例方案中，电机驱动模块包括第一驱动模块和第二驱动模块，将部分动作重复、位置固定的电机驱动模块作为第二驱动模块集成于FPGA运行系统，如贴标机中的电线夹持电机驱动、夹持臂旋转电机驱动等，上述电机运动参数通过第二 PWM模块输出PWM脉冲，而将需要位置控制的调速的电机驱动模块作为第一驱动模块连接到了 ARM，由其控制，如贴标机中的压板对折电机驱动、压板移动电机驱动、滑台移动电机驱动等，上述电机运动参数通过第一 PWM模块输出PWM脉冲。
[0030]本实施例方案中，将光栅传感器模块接到ARM板。原因是光栅传感器检测到的位置可以直接在ARM里面插补运算后，输出控制指令控制ARM连接的电机。
[0031]FPGA连接的红外和开关信号主要是完成PLC的顺序控制。
[0032]本实施例方案中，主控制器通过串行接口与所述开发系统进行通信，采用modbus通行协议，完成功能包括更新系统的程序、对程序运行情况进行监控等。
[0033]本实施例方案中，还包括输入输出模块，作用是采集外部的传感器信号并将其传递给主控单元和将经过逻辑运算结果输出的信号输出给外部设备。可作为电机各轴的限位开关、原点开关、报警信号以及用户自定义的输入输出点。系统采用光耦隔离的输入输出方式，提高了系统的抗干扰能力，也增强了输出的驱动能力。
[0034]本实施例方案中，辅助运动控制器包括用于扩展设备的CAN总线，CAN总线通信采用CAN通信协议，主要负责扩展设备，以增强系统的可扩展性，系统还外接了触摸式的液晶屏，通过ARM板中的TSI接口接入，方便调试程序。USB、CAN总线和闪存都有相应的接口。
[0035]本实施例方案中，辅助运动控制器还包括配置模块，配置模块支持FPGA配置、调试和在线升级，采用Altera公司的低成本、非易失性配置芯片EPCS4。
[0036]以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在【具体实施方式】以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统，其特征在于: 包括基于CoDeSys的开发系统和运行系统，其中所述开发系统包括PLC程序编辑模块、程序编译和调试模块及第一通信模块；所述运行系统包括第二通信模块、嵌入式控制系统、I/O接口模块以及通过所述I/O接口模块电连接的电机驱动模块、电机反馈模块，所述开发系统与所述运行系统之间通过所述第一通信模块、第二通信模块电连接。
2.如权利要求1所述的适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统，其特征在于: 所述嵌入式控制系统包括基于ARM系统的主控制器和基于FPGA的辅助运动控制器，所述主控制器与所述辅助运动控制器之间通过读写总线实现交互。
3.如权利要求2所述的适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统，其特征在于: 所述主控制器包括用于处理并发送通讯数据的通讯管理单元、驱动用于位置控制的调速电机的第一电机驱动模块、用于采集前述运动反馈信号的第一信号采集单元。
4.如权利要求2所述的适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统，其特征在于: 所述主控制器包括用于采集外部的传感器信号和将经过逻辑运算结果输出的信号输出给外部设备的输入输出模块。
5.如权利要求2所述的适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统，其特征在于: 所述主控制器通过串行接口与所述开发系统进行通信。
6.如权利要求2所述的适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统，其特征在于: 所述辅助运动控制器包括用于接收主控制器发出的运动命令并将运算结果发送至主控制器的I/o单元、处理逻辑关系，进行逻辑判断的逻辑过程运算单元、、解析所述运动命令的命令解析单元、根据速度控制结果输出PWM脉冲的PWM模块。
7.如权利要求2所述的适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统，其特征在于: 所述辅助运动控制器包括用于扩展设备的CAN总线。
8.如权利要求2所述的适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统，其特征在于: 所述辅助运动控制器包括支持FPGA配置、调试和在线升级的配置模块。
9.如权利要求2所述的适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统，其特征在于: 所述辅助运动控制器包括驱动动作重复、位置固定的电机的第二电机驱动模块、用于采集前述运动反馈信号的第二信号采集单元。
【专利摘要】本发明涉及一种适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统，包括基于CoDeSys的开发系统和运行系统，其中所述开发系统包括PLC程序编辑模块、程序编译和调试模块及第一通信模块；所述运行系统包括第二通信模块、嵌入式控制系统、I/O接口模块以及通过所述I/O接口模块电连接的电机驱动模块、电机反馈模块，所述开发系统与所述运行系统之间通过所述第一通信模块、第二通信模块电连接。本发明提供的适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统实现真正的全自动控制，可编程，数字伺服控制，软PLC可以为日后的网络和射频提供使用环境，由于有数字伺服控制，柔性好，未来能够用于生产线，真正做到无人操作。
【IPC分类】G05B19-05
【公开号】CN104656542
【申请号】CN201510108531
【发明人】罗永顺, 肖敦桂
【申请人】广东技术师范学院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月12日