基于can总线的无刷直流电机的纠偏控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种纠偏控制系统，具体涉及一种基于CAN总线的无刷直流电机的纠偏控制系统。
【背景技术】
[0002]一个完整的纠偏控制系统它由三大单元组成:对卷材边缘偏差值获取的纠偏传感器单元，完成系统调控的控制器单元，执行控制器纠偏指令，推动卷材回到基准位置的纠偏执行机构。纠偏系统驱动器作为纠偏系统的重要组成部分，电机选取的不同对整个系统的精度、效率都有很大的影响。一般的纠偏系统多采用直流电机或者交流异步电机来作为驱动系统，一些对纠偏精度和速度要求高的机器上，会采用能够精密控制的伺服电机。出于对性能和成本的问题思考，人们开始寻找性能优良、价格低廉的电机，以设计出性价比高的纠偏控制系统，在这个背景下以直流无刷电机为纠偏执行机构的纠偏控制系统开始逐渐出现在市场上。于是，如何设计出一种控制性能良好的纠偏控制系统，是相关领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种基于CAN总线的无刷直流电机的纠偏控制系统。该纠偏控制系统结构简单，抗干扰能力强，效率高，安全可靠，操作方便，无需经常维护，便于推广使用。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:基于CAN总线的无刷直流电机的纠偏控制系统，其特征在于:包括用于检测物料偏移信号的传感器、用于通过CAN总线模块接收所述传感器输出的物料偏移信号进行处理后并通过无刷电机驱动模块来驱动无刷直流电机的控制器，所述无刷直流电机和用于消除物料偏差的驱动器相接，所述控制器通过霍尔开关的状态来使能无刷电机驱动模块，所述霍尔开关与无刷直流电机相接，所述霍尔开关与控制器的输入端相接，所述控制器的输入端接有用于当所述驱动器超过量程时被触发进而使无刷直流电机停止运转的限位开关，所述控制器的输入端接有用于采集流经所述无刷电机驱动模块的电流信号并转换成电压信号的电流采样电路，所述控制器通过电流采样电路输出的采样电压信号对无刷直流电机的速度进行PID调节和对无刷直流电机实现过流保护，所述控制器的输出端接有用于发出声光报警信号的声光报警模块，所述传感器和控制器均通过所述CAN总线模块接有通信转换模块，所述通信转换模块与上位机相接。
[0005]上述的基于CAN总线的无刷直流电机的纠偏控制系统，其特征在于:所述控制器的输出端接有用来显示物料的偏移量的显示器。
[0006]上述的基于CAN总线的无刷直流电机的纠偏控制系统，其特征在于:所述显示器为液晶显示器。
[0007]上述的基于CAN总线的无刷直流电机的纠偏控制系统，其特征在于:所述控制器的输入端接有用于设置纠偏系统参数的按键模块。
[0008]上述的基于CAN总线的无刷直流电机的纠偏控制系统，其特征在于:所述控制器采用dsPIC30F5016控制器。
[0009]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0010]1、本发明抗干扰能力强:通过CAN总线来传输物料的偏移量。
[0011]2、本发明效率高:通过无刷直流电机来驱动驱动器使系统的效率大为提高。
[0012]3、本发明安全可靠:系统对无刷直流电机具有过流保护功能。
[0013]4、本发明操作方便:通过上位机可以设置系统的工作模式和传感器的参数。
[0014]5、本发明无需经常维护:因为无刷直流电机无电刷所以系统不需要经常维护。
[0015]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的电路原理框图。
[0017]附图标记说明:
[0018]I一传感器；2 —CAN总线模块；3—控制器；
[0019]4 一无刷电机驱动模块；5—无刷直流电机；6—驱动器；
[0020]7一霍尔开关；8—声光报警模块；9一按键模块；
[0021]10一电流米样电路；11 一限位开关；12—显不器；
[0022]13—通信转换模块；14一上位机。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示的一种基于CAN总线的无刷直流电机的纠偏控制系统，包括用于检测物料偏移信号的传感器1、用于通过CAN总线模块2接收所述传感器I输出的物料偏移信号进行处理后并通过无刷电机驱动模块4来驱动无刷直流电机5的控制器3，所述无刷直流电机5和用于消除物料偏差的驱动器6相接，所述控制器3通过霍尔开关7的状态来使能无刷电机驱动模块4，所述霍尔开关7与无刷直流电机5相接，所述霍尔开关7与控制器3的输入端相接，所述控制器3的输入端接有用于当所述驱动器6超过量程时被触发进而使无刷直流电机5停止运转的限位开关11，所述控制器3的输入端接有用于采集流经所述无刷电机驱动模块4的电流信号并转换成电压信号的电流采样电路10，所述控制器3通过电流采样电路10输出的采样电压信号对无刷直流电机5的速度进行PID调节和对无刷直流电机5实现过流保护，所述控制器3的输出端接有用于发出声光报警信号的声光报警模块8，所述传感器I和控制器3均通过所述CAN总线模块2接有通信转换模块13，所述通信转换模块13与上位机14相接。
[0024]如图1所示，所述控制器3的输出端接有用来显示物料的偏移量的显示器12。所述控制器3的输入端接有用于设置纠偏系统参数的按键模块9。
[0025]本实施例中，所述显示器12为液晶显示器。所述控制器3采用dsPIC30F5016控制器。
[0026]本实施例中，当控制器3在自动纠偏模式下若传感器I检测到物料偏移信号时通过CAN总线把物料偏移量传递给控制器3，控制器3将物料偏移信号处理后通过无刷电机驱动模块4来驱动无刷直流电机5，无刷直流电机5带动相应的驱动器6最终使物料尽可能的没有偏差。控制器3通过霍尔开关7的状态来使能相应的无刷电机驱动模块4，按键模块9用来对驱动器6进行相关操作和设置纠偏系统的相关参数，显示器12用来显示物料的偏移量和设置的相关参数。当驱动器6超过量程时限位开关11被触发，无刷直流电机5停止运转，声光报警模块8发出声光报警信号。流经无刷电机驱动模块4的电流通过电流采样电路10转换成电压信号。控制器3通过所述采样电压信号对无刷直流电机5速度进行PID调节和对无刷直流电机5实现过流保护。
[0027]本实施例中，因CAN总线不但具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点还可以可实现全分布式多机系统，并且无主、从机之分，每个节点均主动发送报文，所以本系统利用CAN的优点引入了上位机14，上位机14可以通过通信转换模块13来设置系统的工作模式和传感器的参数。
[0028]本发明的工作过程是:按中心模式按钮，使驱动器6运行至1/2行程处。装上物料，注意物料应处于转轴的中心处。用手动移动物料，观察移动是否平稳自如，有否机械碰撞，机械行程是否小于驱动器6行程。将调节支架微调于1/2位置。移动调节支架使检测点位于传感器I标线位置，锁紧调节支架。选择好驱动器6方向。参照传感器I调试方法调试好传感器I。按自动按键，此时物料将自动移至传感器I检测受控点，如果物料反向移动偏离传感器1，说明无刷直流电机5方向选择不正确，可点击控制器3正反按键予以修正。按左右按键，人为使物料偏移然，观察系统会自动纠正物料位置至检测点。开启主机工作，根据物料及对纠正精度的要求，调节灵敏度。拉动一点卷料的位置，如果出现驱动器6来回振动，可将控制器3的灵敏度减小，当控制精度较差时则可提高灵敏度。通过上位机14、控制器3和传感器I可以任意设置工作模式，如想通过上位机14使系统处于自动模式的话只需要在上位机14上操作即可，如在现场想通过传感器I使驱动器6回到中心模式只需要按一下传感器I上的回中按键即可。此外可以通过上位机14、控制器3和传感器I设置纠偏系统的相关参数，上位机14还可以实时模拟显示纠偏系统的纠偏精度。
[0029]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.基于CAN总线的无刷直流电机的纠偏控制系统，其特征在于:包括用于检测物料偏移信号的传感器(I)、用于通过CAN总线模块(2)接收所述传感器(I)输出的物料偏移信号进行处理后并通过无刷电机驱动模块⑷来驱动无刷直流电机(5)的控制器(3)，所述无刷直流电机(5)和用于消除物料偏差的驱动器(6)相接，所述控制器(3)通过霍尔开关(7)的状态来使能无刷电机驱动模块(4)，所述霍尔开关(7)与无刷直流电机(5)相接，所述霍尔开关(7)与控制器(3)的输入端相接，所述控制器(3)的输入端接有用于当所述驱动器(6)超过量程时被触发进而使无刷直流电机(5)停止运转的限位开关(11)，所述控制器(3)的输入端接有用于采集流经所述无刷电机驱动模块(4)的电流信号并转换成电压信号的电流采样电路(10)，所述控制器(3)通过电流采样电路(10)输出的采样电压信号对无刷直流电机(5)的速度进行PID调节和对无刷直流电机(5)实现过流保护，所述控制器(3)的输出端接有用于发出声光报警信号的声光报警模块(8)，所述传感器(I)和控制器(3)均通过所述CAN总线模块(2)接有通信转换模块(13)，所述通信转换模块(13)与上位机(14)相接。2.根据权利要求1所述的基于CAN总线的无刷直流电机的纠偏控制系统，其特征在于:所述控制器(3)的输出端接有用来显示物料的偏移量的显示器(12)。3.根据权利要求2所述的基于CAN总线的无刷直流电机的纠偏控制系统，其特征在于:所述显示器(12)为液晶显示器。4.根据权利要求1所述的基于CAN总线的无刷直流电机的纠偏控制系统，其特征在于:所述控制器(3)的输入端接有用于设置纠偏系统参数的按键模块(9)。5.根据权利要求1所述的基于CAN总线的无刷直流电机的纠偏控制系统，其特征在于:所述控制器(3)采用dsPIC30F5016控制器。
【专利摘要】本发明公开了一种基于CAN总线的无刷直流电机的纠偏控制系统，包括用于检测物料偏移信号的传感器、用于通过CAN总线模块接收所述传感器输出的物料偏移信号的控制器，无刷直流电机和驱动器相接，控制器通过霍尔开关的状态来使能无刷电机驱动模块，霍尔开关与无刷直流电机相接，霍尔开关与控制器的输入端相接，控制器的输入端接有限位开关，控制器的输入端接有电流采样电路，控制器通过电流采样电路输出的采样电压信号对无刷直流电机的速度进行PID调节和对无刷直流电机实现过流保护，传感器和控制器均通过所述CAN总线模块接有通信转换模块，通信转换模块与上位机相接。该纠偏控制系统抗干扰能力强，效率高，安全可靠，操作方便，无需经常维护。
【IPC分类】G05D3/12
【公开号】CN105676879
【申请号】
【发明人】杨晓方
【申请人】陕西亚泰电器科技有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2014年11月21日