一种远程运动控制系统的制作方法

1.本发明实施例涉及工业自动化技术领域，尤其涉及一种远程运动控制系统。

背景技术：

2.在工业自动化行业中，目前主流的自动化生产流水线的控制方式为总线分布式电气控制方式。但总线分布式电气控制方式，需要大量的电气元器件，若以型号进行区分，电气元器件可达千种，使得电气元器件功能过于冗余，同时也需要各工种的员工协同工作，增加了沟通成本和协作成本。

技术实现要素：

3.本发明实施例提供了一种远程运动控制系统，电控子系统与电机子系统集成为一体，可以降低相关工作人员的劳动强度以及减少安装配线时间。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种远程运动控制系统，所述系统包括：电控子系统、电机子系统和主服务器；所述主服务器与所述电控子系统通信连接，所述电控子系统和所述电机子系统通过电机线连接；所述电控子系统用于接收所述主服务器的控制信号，所述电控子系统根据所述控制信号监控所述主服务器与所述电控子系统的通讯状态，并根据所述控制信号调节电机子系统的运行速度；其中，所述通讯状态包括正常状态和异常状态。
5.本发明实施例的技术方案，通过所述系统包括：电控子系统、电机子系统和主服务器；所述主服务器与所述电控子系统通信连接，所述电控子系统和所述电机子系统通过电机线连接；所述电控子系统用于接收所述主服务器的控制信号，所述电控子系统根据所述控制信号监控所述主服务器与所述电控子系统的通讯状态，并根据所述控制信号调节电机子系统的运行速度；其中，所述通讯状态包括正常状态和异常状态。通过将电控子系统与电机子系统集成为一体机，形成独立产品，可以降低相关工作人员的劳动强度以及减少安装配线时间。
6.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
7.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
8.图1为本发明实施例提供的一种远程运动控制系统的架构示意图；
9.图2为本发明实施例提供的远程模块结构示意图；
10.图3为本发明实施例提供的mcu控制模块结构示意图；
11.图4为本发明实施例提供的变频器模块结构示意图；
12.图5为本发明实施例提供的远程模块支撑件结构示意图；
13.图6为本发明实施例提供的电控子系统外壳示意图；
14.图7为本发明实施例提供的电控子系统和电机子系统集成结构示意图；
15.图8为本发明实施例提供的支撑架结构示意图；
16.图9为本发明实施例提供的支撑盖板结构示意图；
17.图10为本发明实施例提供的电控子系统和电机子系统集成架构的功能示意图；
18.图11是本发明实施例提供mcu控制模块的原理图。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
20.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
21.图1为本发明实施例提供的一种远程运动控制系统的架构示意图，本实施例可适用于远程控制电机运动的情况，如图1所示，该系统包括：电控子系统、电机子系统和主服务器；主服务器与电控子系统通信连接，电控子系统和电机子系统通过电机线连接；电控子系统用于接收主服务器的控制信号，电控子系统根据控制信号监控主服务器与电控子系统的通讯状态，并根据控制信号调节电机子系统的运行速度。
22.其中，电控子系统可以用于接收主服务器发送的控制信号，根据控制信号对电机子系统进行控制。控制信号可以包括多种控制操作，例如控制电机的启停、调速、正反转等操作。主服务器可以理解为主站，用于发送控制信号。主站可以是可编程逻辑控制器(programmable logic controller，plc)。电机子系统可以用于接收电控子系统的控制信号进行运动。电机子系统可以理解为电机(带减速机)。
23.具体的，电控子系统和电机子系统两部分在外观结构上相集成，电控子系统通过工业总线(profinet)与主服务器进行通讯，接收主服务器的控制信号，并根据控制信号控制电机子系统运动，如调节电机子系统的运行速度、启停等。另外，电控子系统还可以根据控制信号监控主服务器与电控子系统的通讯状态。其中，通讯状态包括正常状态和异常状态。
24.本发明实施例的技术方案，通过系统包括：电控子系统、电机子系统和主服务器；主服务器与电控子系统通信连接，电控子系统和电机子系统通过电机线连接；电控子系统用于接收主服务器的控制信号，电控子系统根据控制信号监控主服务器与电控子系统的通
讯状态，并根据控制信号调节电机子系统的运行速度；其中，通讯状态包括正常状态和异常状态。通过将电控子系统与电机子系统集成为一体机，形成独立产品，可以降低相关工作人员的劳动强度以及减少安装配线时间。
25.可选的，电控子系统包括远程模块、变频器模块和mcu控制模块，电机子系统包括电机模块；变频器模块分别与电机模块和mcu控制模块连接；远程模块与mcu控制模块连接；远程模块用于与主服务器进行通讯，并将主服务器发送的控制信号传输至mcu控制模块；mcu控制模块用于接收远程模块发送的控制信号，并根据控制信号监控主服务器与远程模块的通讯状态以及将控制信号传输至变频器模块；变频器模块用于接收mcu控制模块发送的控制信号，根据控制信号调节电机模块的运行速度。
26.其中，远程模块和电机控制单元(motor control unit，mcu)控制模块均为板载形式，变频器模块可以为定制形式。远程模块是工业级远程采集与控制模块，该模块提供了无源节点的开关量输入采集，继电器输出，高频计数器等功能。远程模块主要包括两个profinet通讯协议网口和16路io数字输入和12路io数字输出。远程模块用于和主服务器进行通讯。如图2所示，图2为本发明实施例提供的远程模块结构示意图。远程模块201为远程模块的俯视图，远程模块202为远程模块的仰视图，远程模块203为远程模块的左视图，远程模块204为远程模块的右视图，远程模块205为远程模块的前视图，远程模块206为远程模块的后视图。mcu控制模块可以实时监控主服务器与远程模块的通讯状态；若远程模块与主服务的通讯状态为异常状态，可以对远程模块进行断电重启，使远程模块恢复为正常状态。异常状态可以是通讯丢失。如图3所示，图3为本发明实施例提供的mcu控制模块结构示意图。mcu控制模块301为mcu控制模块的俯视图，mcu控制模块302为mcu控制模块的左视图，mcu控制模块303为mcu控制模块的右视图，mcu控制模块304为mcu控制模块的前视图，mcu控制模块305为mcu控制模块的后视图。变频器模块可以调整电机模块的功率、实现电机模块的变速运行，电机模块可以采用三相异步电机(带减速器)，因此可以通过变频器模块调节电机的运行速度。mcu控制模块也可以获取变频器模块的变频器信息，通过对变频器信息的实时读取，以实时监控电机的运行状况。如图4所示，图4为本发明实施例提供的变频器模块结构示意图。变频器模块401为变频器模块的俯视图，变频器模块402为变频器模块的左视图，变频器模块403为变频器模块的右视图，变频器模块404为变频器模块的前视图，变频器模块405为变频器模块的后视图。
27.具体的，远程模块接收主服务器发送的控制信号，并将控制信号传输至mcu控制模块，mcu控制模块将控制信号传输至变频器模块，变频器模块根据控制信号调节电机模块的运行状态。运行状态包括电机启动、电机停止、电机变速运行等状态。同时，mcu控制模块还根据控制信号实时监控主服务器与远程模块的通讯状态。
28.可选的，电控子系统还包括：远程模块支撑件，远程模块支撑件位于远程模块和mcu控制模块之间，远程模块支撑件用于支撑远程模块以及用于屏蔽远程模块与变频器模块产生的电磁干扰，以保证远程模块的正常通讯。
29.具体的，远程模块的下方位置为远程模块支撑件，远程模块支撑件下方依此包括mcu控制模块和变频器模块。远程模块支撑件用于支撑远程模块。需要说明的是，由于远程模块和变频器模块在物理位置上距离近，通过远程模块支撑件可以从物理层面屏蔽远程模块与变频器模块产生的电磁干扰，以保证远程模块与主服务器的正常通讯。可选，mcu控制
模块包括emc滤波单元，emc滤波单元用于屏蔽远程模块与变频器模块产生的电磁干扰，以保证远程模块与主服务器的正常通讯。示例性的，图5为本发明实施例提供的远程模块支撑件结构示意图。远程模块支撑件501为远程模块支撑件的俯视图，远程模块支撑件502为远程模块支撑件的左视图，远程模块支撑件503为远程模块支撑件的右视图，远程模块支撑件504为远程模块支撑件的前视图。
30.可选的，电控子系统还包括：散热器，配置于变频器模块底部，散热器用于对变频器模块散热。可选的，远程运动控制系统还包括电控子系统外壳和散热器保护件，散热器保护件配置于电控子系统外壳底部。其中，散热器保护件用于保护变频器模块的散热器，防止散热器被碰撞。电控子系统外壳用于装电控子系统。示例性的，图6为本发明实施例提供的电控子系统外壳示意图。电控子系统外壳601为电控子系统外壳的前视图，电控子系统外壳602为电控子系统外壳的左视图，电控子系统外壳603为电控子系统外壳的右视图，电控子系统外壳604为电控子系统外壳的俯视图，电控子系统外壳605为电控子系统外壳的后视图。
31.可选的，电控子系统还包括：变频器控制面板，变频器控制面板与变频器模块连接，配置于电控子系统外壳外部；变频器控制面板用于调节变频器模块的参数。
32.具体的，变频器控制面板可以为可外置可插拔式的控制面板，以节约成本。变频器控制面板可以用于调节变频器模块的参数。例如，若变频器模块出现故障，可以通过变频器控制面板查询错误代码，并进行相应参数的调节。
33.可选的，电控子系统还包括：24vpcb开关电源和220v电源接口，24vpcb开关电源分别与远程模块和mcu控制模块连接，pcb开关电源用于为远程模块和mcu控制模块供电；220v电源接口用于通过外接电源向变频器模块和电机模块供电。
34.具体的，pcb开关电源(输出功率大于等于40w)可以为远程模块、mcu控制模块以及外部元器件(如电磁阀、光电传感器)供电。电控子系统还包括预留接口，如220v电源接口，220v电源接口用于通过连接外接电源向变频器模块和电机模块供电。
35.可选的，电控子系统还包括继电器，继电器分别与mcu控制模块和远程模块连接；mcu控制模块还用于若主服务器和远程模块的通讯状态为异常状态，则mcu控制模块通过继电器对远程模块进行断电重启。可选的，系统还包括：多个指示灯模块，多个指示灯模块分别与mcu控制模块连接；若系统通电成功，则mcu控制模块控制第一指示灯模块为第一颜；若主服务器与远程模块的通讯状态为正常状态，则mcu控制模块控制第二指示灯模块为第一颜；若主服务器与远程模块的通讯状态为异常状态，则mcu控制模块控制第三指示灯模块为第二颜。
36.具体的，若系统上电成功，则mcu控制模块控制第一指示灯模块为第一颜，如绿，并常亮。若主服务器与远程模块的通讯状态为正常状态，则mcu控制模块控制第二指示灯模块为第一颜，如绿，并常亮。若主服务器与远程模块的通讯状态为异常状态，则mcu控制模块控制第三指示灯模块为第二颜，如红，并常亮。同时，mcu控制模块通过继电器对远程模块进行断电重启。例如，可以断开继电器5秒或3秒，mcu控制模块通过继电器对远程模块断电重启，以使远程模块与主服务器重新建立通讯连接。
37.本实施例，将电机模块、变频器模块、远程模块、pcb开关电源以及mcu控制模块集成为一体，能够去除冗余功能，去除冗余设计。相对现有流水线分布式电箱使用一体式电机
设计控制方案，可节省部分控制设计，节省电气辅材损耗(如线缆，接插头，端子排，线槽等等)，可以减少电箱空间或无需控制电箱,可减少工作量，还可以代替多种主要电气部件，可以简化控制电路设计，并可以降低相关工作人员的劳动强度以及减少安装配线时间。远程模块通过工业总线(profinet)与主服务器进行信息交互，从而实现主服务器对电机模块的有效控制，控制操作具体包括电机模块的启停，调速，正反转等操作；若远程模块通讯丢失，mcu控制模块可以对远程模块进行重置恢复，尝试恢复通讯。即电控子系统可以提供控制电机功能、通讯功能、监控功能等。
38.示例性的，图7为本发明实施例提供的电控子系统和电机子系统集成结构示意图。如图7所示，电机子系统主要包括电机702(带减速器701)和电控子系统，电控子系统主要包括电控子系统外壳707、远程模块706、mcu控制模块712(图7未显示)、变频器模块713(图7未显示)。电机子系统与电控子系统通过支撑架703、盖板704连接，支撑架703和盖板704之间通过双侧螺丝连接，支撑架703会增加橡胶垫以减小电机带来的共振。变频器控制面板708是可插拔式控制面板，变频器模块713(图7未显示)底部拥有物理散热器705，电控子系统外壳707底部加装散热器保护件711。220v电源接口709，电机动力线接口710。图8为本发明实施例提供的支撑架结构示意图。支撑架801为支撑架的俯视图，支撑架802为支撑架的左视图，支撑架803为支撑架的右视图，支撑架804为支撑架的后视图。图9为本发明实施例提供的支撑盖板结构示意图。支撑盖板901为支撑盖板的俯视图，支撑盖板902为支撑盖板的左视图，支撑盖板903为支撑盖板的右视图，支撑盖板904为支撑盖板的后视图。
39.示例性，图10为本发明实施例提供的电控子系统和电机子系统集成架构的功能示意图。电控子系统和电机子系统集成架构集成了电机(带减速器)、变频器模块、远程模块、mcu控制模块和pcb开关电源于一体，还包括可外置可插拔式的变频器控制面板，整体体积较小，方便安装。profinet网线接口可以用于和主服务器通讯，输入输出点位可以用于连接外部元器件(如电磁阀，光电传感等)。
40.示例性，图11是本发明实施例提供mcu控制模块的原理图。mec滤波单元用于屏蔽远程模块与变频器模块距离近而产生的电磁干扰。ac交流电-dc直流电模块用于将220vac交流电转到24vdc直流电，dc直流电-dc直流电模块用于将24vdc直流电转到12vdc直流电，ldo模块可以为线性稳压器(low dropout regulator，ldo)，使得在输入电压或者负载电流发生变化的情况下仍然可以保持稳定的输出电压，并还可以将12v转为5v稳压进行输出。mcu控制模块通过监测和复位模块对主服务器和远程模块的通讯状态进行监控，若通讯状态为异常状态，则可通过继电器对远程模块进行断电重启。另外，mcu控制模块也可以和变频器模块进行通讯，以控制变频器模块的启停，具体的，远程模块接收主服务器的控制信号，并将控制信号发送至mcu控制模块，mcu控制模块对控制信号进行解析后将控制信号传输至变频器模块。若远程运动控制系统通电成功(上电)，则mcu控制模块控制g_led1指示灯为绿灯，若主服务器与远程模块的通讯状态为正常状态，则mcu控制模块控制g_led2指示灯为绿灯，若主服务器与远程模块的通讯状态为异常状态，则mcu控制模块控制r_led指示灯为红灯。
41.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
42.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：

1.一种远程运动控制系统，其特征在于，所述系统包括：电控子系统、电机子系统和主服务器；所述主服务器与所述电控子系统通信连接，所述电控子系统和所述电机子系统通过电机线连接；所述电控子系统用于接收所述主服务器的控制信号，所述电控子系统根据所述控制信号监控所述主服务器与所述电控子系统的通讯状态，并根据所述控制信号调节电机子系统的运行速度；其中，所述通讯状态包括正常状态和异常状态。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电控子系统包括远程模块、变频器模块和mcu控制模块，电机子系统包括电机模块；所述变频器模块分别与所述电机模块和所述mcu控制模块连接；所述远程模块与所述mcu控制模块连接；所述远程模块用于与所述主服务器进行通讯，并将主服务器发送的控制信号传输至所述mcu控制模块；所述mcu控制模块用于接收所述远程模块发送的控制信号，并根据所述控制信号监控所述主服务器与所述远程模块的通讯状态以及将所述控制信号传输至所述变频器模块；所述变频器模块用于接收所述mcu控制模块发送的控制信号，根据所述控制信号调节电机模块的运行速度。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，电控子系统还包括：远程模块支撑件，所述远程模块支撑件位于所述远程模块和所述mcu控制模块之间，所述远程模块支撑件用于支撑远程模块以及用于屏蔽所述远程模块与变频器模块产生的电磁干扰，以保证远程模块的正常通讯。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，电控子系统还包括：散热器，配置于所述变频器模块底部，所述散热器用于对所述变频器模块散热。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，电控子系统还包括：24vpcb开关电源和220v电源接口，24vpcb开关电源分别与所述远程模块和所述mcu控制模块连接，pcb开关电源用于为所述远程模块和所述mcu控制模块供电；所述220v电源接口用于通过外接电源向所述变频器模块和所述电机模块供电。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括电控子系统外壳和散热器保护件，所述散热器保护件配置于所述电控子系统外壳底部。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，电控子系统还包括：变频器控制面板，所述变频器控制面板与所述变频器模块连接，配置于所述电控子系统外壳外部；变频器控制面板用于调节变频器模块的参数。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，mcu控制模块包括emc滤波单元，所述emc滤波单元用于屏蔽所述远程模块与所述变频器模块产生的电磁干扰，以保证远程模块的正常通讯。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述电控子系统还包括继电器，所述继电器分别与所述mcu控制模块和远程模块连接；所述mcu控制模块还用于若所述主服务器和远程模块的通讯状态为异常状态，则所述mcu控制模块通过继电器对所述远程模块进行断电重启。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：多个指示灯模块，所述多个指示灯模块分别与所述mcu控制模块连接；若所述系统通电成功，则所述mcu控制模块
控制第一指示灯模块为第一颜；若所述主服务器与所述远程模块的通讯状态为正常状态，则所述mcu控制模块控制第二指示灯模块为第一颜；若所述主服务器与所述远程模块的通讯状态为异常状态，则所述mcu控制模块控制第三指示灯模块为第二颜。

技术总结

本发明实施例公开了一种远程运动控制系统，系统包括：电控子系统、电机子系统和主服务器；主服务器与电控子系统通信连接，电控子系统和电机子系统通过电机线连接；电控子系统用于接收主服务器的控制信号，电控子系统根据控制信号监控主服务器与电控子系统的通讯状态，并根据控制信号调节电机子系统的运行速度；其中，通讯状态包括正常状态和异常状态。通过将电控子系统与电机子系统集成为一体机，形成独立产品，可以降低相关工作人员的劳动强度以及减少安装配线时间。减少安装配线时间。减少安装配线时间。