控制柜及电动葫芦系统的制作方法

本发明涉及电动葫芦技术领域，尤其是涉及一种控制柜及电动葫芦系统。

背景技术：

目前电动葫芦主要通过控制柜来控制，在将电动葫芦接入控制柜的接口后，用户可以通过面板上的按钮控制电动葫芦的升降。单个控制柜的控制容量可以根据实际需要定制，而由于尺寸限制通常不超过8路。当需要多个电动葫芦联控的时候可以加入一个plc控制器来实现编程控制。然而上述联控方式的各个控制柜之间互不相连，均单独工作，无法做到规模控制，因此扩展性较差。

针对上述现有技术中电动葫芦的控制柜扩展性差的问题，目前尚未提出有效解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种控制柜及电动葫芦系统，可以实现多个控制柜的互联堆叠。

第一方面，本发明实施例提供了一种控制柜，应用于电动葫芦，包括微控制器；微控制器控制电动葫芦的供电状态和运行状态；微控制器还设置有数据接口；微控制器通过数据接口与其他控制柜连接，并通过数据接口收发控制命令信息和状态信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，微控制器还设置有网络接口，微控制器通过网络接口与控制设备连接；微控制器通过网络接口接收控制命令信息及反馈状态信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，数据接口包括：canbus接口、rs485串口或spi接口。

结合第一方面及其第一、二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，微控制器还设置有dmx512接口，微控制器通过dmx512接口连接灯光控制台。

结合第一方面及其第一、二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，微控制器还设置有串行接口，微控制器通过串行接口连接中控主机或电动葫芦的编码器。

结合第一方面及其第一、二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，微控制器为arm芯片、mips芯片、pc用cpu、嵌入式cpu构成的嵌入式电路板或plc。

结合第一方面及其第一、二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，还包括变频器，该变频器与电动葫芦电连接。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，还包括电源模块，该电源模块包括依次连接断路器的和接触器，接触器与变频器电连接。

结合第一方面的第七种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，还包括设置于控制面板上的控制开关，控制开关与微控制器连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电动葫芦系统，包括电动葫芦和第一方面及其各可能的实施方式之一提供的控制柜；控制柜向电动葫芦发送控制信号信息，以及接收电动葫芦的状态信息。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供的控制柜及电动葫芦系统，控制柜包括设置有数据接口的微控制器，通过该数据接口可以将多个控制柜串联，并进行收发控制命令信息和状态信息，可以实现多个控制柜互联堆叠，具有良好的可扩展性。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明提供的电动葫芦系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种控制柜结构示意图；

图3为本发明实施例提供的控制柜的控制面板示意图；

图4为本发明实施例提供的控制柜的接口面板示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电动葫芦系统的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参见图1所示的电动葫芦系统的结构示意图，其中示出了通过控制柜控制电动葫芦，该控制柜包括plc控制器、电机变频器和正反转开关。控制柜的接入供电为380v三相交流电，根据是否需要控制电动葫芦转动速度来决定是否在电动葫芦和控制柜之间加入变频器。变频器的作用是改变交流电频率来改变受控电机的转速。用户通过将电动葫芦接入到控制柜上的接口后，可以通过面板上的按钮控制电动葫芦的升降，如遇到操作问题则可以面板上的红色急停开关断开电葫芦的供电使之刹车。单个控制柜的控制容量根据实际需要定制，通常由于尺寸限制(变频器较大)不超过8路。当需要控制多个电动葫芦时，由于各个控制柜之间互不相连，均单独工作，无法做到规模控制，扩展性较差，基于此，本发明实施例提供的一种控制柜及电动葫芦系统，可以实现多个控制柜的互联堆叠。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种控制柜进行详细介绍。

实施例1

本发明实施例1提供了一种控制柜，该控制柜应用于电动葫芦。该控制柜包括微控制器，该微控制器控制电动葫芦的供电状态和运行状态。其中，微控制器设置有数据接口。

微控制器通过该数据接口与其他控制柜连接，并通过数据接口收发控制命令信息和状态信息。可以理解的是在其他控制柜中也同样设置有微控制器，多个控制柜的微控制器相互连接。具体地，用户可以通过与数据接口相匹配的数据线将多个控制柜串行地连接在一起。这条链路上的每一台控制柜均能够定位出其在链路中的物理位置，链路中第一台设备会成为主控机(master)，而剩下的其他设备则成为从机(slave)。控制柜可以通过数据接口进行控制命令和状态信息的交互，例如由主控机发送控制命令并接收其他从机反馈的信息。

上述数据接口包括：canbus接口、rs485串口或spi接口(serialperipheralinterface，串行外设接口)。多个控制柜进行堆叠的时候，可以通过canbus数据总线进行通讯，can总线包含在专用的数据线中。在此需要说明的是其他类型的数据接口也能实现数据通讯，比如rs485串口和spi等方式。上述微控制器可以是arm芯片、mips芯片、pc用cpu、嵌入式cpu构成的嵌入式电路板或plc。

在实际使用时，可以根据需要控制的电动葫芦的数量确定需要连接的控制柜的数量，在增加电动葫芦时，也可以相应地添加控制柜的数量，灵活方便。每个控制柜可以控制的电动葫芦数量为1-8个；每条串联的线路上的控制柜最大为12个。

本发明实施例提供的控制柜，包括设置有数据接口的微控制器，通过该数据接口可以将多个控制柜串联，并进行收发控制命令信息和状态信息，可以实现多个控制柜互联堆叠，具有良好的可扩展性。

考虑到现有的控制柜用户仅能通过在控制面板上的控制按钮，在控制柜较多或者需要控制电动葫芦进行负载联动时，操作不便且灵活性差；并且在更换吊挂载荷的时候需要人在控制柜边上进行控制升降，日常维护不便；上述控制柜的微控制器还设置有网络接口，微控制器通过上述网络接口与控制设备连接；微控制器可以通过网络接口接收控制命令信息及反馈状态信息。

其中，上述控制设备可以是上位机或者控制台，实现控制台和上位机软件对控制柜的远程操作。上位机发送控制命令给控制柜，控制柜则执行命令和反馈实时信息给上位机。上位机是指安装了适用于控制柜微控制器的专用控制软件的设备，可以是电脑或其他智能控制平台。

上位机通过以太网络与微控制器连接在一起实现数据通讯，即和主控机进行通讯。上位机发送控制命令给主控机的微控制器，微控制器则执行命令和反馈实时信息给上位机。通过微控制器的数据接口实现与其他控制柜的互联，当用户需要多个控制柜的时候可以利用该数据接口实现规模扩展。

考虑到电动葫芦会应用于多种应用场景，在上述微控制器中还设置了多种接口，具体如下：

微控制器设置有dmx512接口，通过dmx512接口连接灯光控制台，实现通过灯光控制台对电动葫芦控制柜的控制与管理，实现整个演出的灯光与电动葫芦同步进行控制。dmx是digitalmultiplex的缩写，意为多路数字传输。dmx512控制协议是美国舞台灯光协会(usitt)于1990年发布的灯光控制器与灯具设备进行数据传输的工业标准，全称是usittdmx512(1990)，包括电气特性、数据协议、数据格式等方面的内容。

微控制器还设置有串行接口，微控制器通过串行接口连接中控主机或电动葫芦的编码器。上述串行接口包括rs-232、rs-422、rs485等。微控制器与中控主机连接可以实现中控主机对电动葫芦柜的控制和管理，此时电动葫芦柜对于中控主机来说就是一个中控的终端设备。其中，中控主机是指第三方的控制设备，通过连接控制柜提供的rs232/485接口，可以实现和控制柜之间进行数据交互和控制。

同时，微处理器还可以通过rs232/485接口接收安装在电动葫芦内的编码器数据信号，从而获得电动葫芦的位置状态信息。进一步，微处理器还可以通过数据线能够接收电葫芦链条上的限位状态信息。

进一步上述控制柜还包括变频器，该变频器与电动葫芦电连接。在控制柜中每一路电动葫芦均对应一个三相变频控制器，变频器会为电葫芦供电并根据微控制器的指令改变电葫芦电机的转动频率及电机转动方向。

参见图2所示的控制柜结构示意图，其中示出了微控制器与控制柜面板和led屏幕连接，及微控制器包括数据接口和网络接口。控制柜的电源输入端接入380v三相电，内部分成两路：一路接入到断路器后接入接触器为变频器供电，断路器的作用是为用户提供手动控制电葫芦供电开关，接触器的作用是实现急停开关功能，当用户按下急停开关后，接触器将切断变频器的供电，继而切断电动葫芦的供电，同时arm主控也会检测到接触器已断开的状态；另外一路，则为220v电源提供供电，该220v电源为内部电路板提供供电。微控制器还与电动葫芦的编码器连接，接收其数据信号。电葫芦链条上的限位状态也通过数据线传递给微控制器。另外控制柜设备面板上的按键与led液晶屏等也由微控制器负责管理交互。在此需要说明的是，图2中的控制柜结构仅为示意，其中的变频器不是必须的，如果使用者不需要控制电动葫芦的转速的话，可以不使用变频器，直接通过电源控制即可；并且编码器也不是必须的，可以通过电动葫芦的电机的转速和时间来计算出移动距离。

其中，上位机控制和控制柜面板控制是不能同时进行的，上位机的优先级高于面板控制。进一步，上位机可以进行量化控制，用户通过上位机输入电动葫芦要具体移动的精确位置(10mm误差)，此时编码器的数据信号作为上位机进行移动控制的比对参考数据。

参见图3所示的控制柜的控制面板示意图，其中示出了液晶显示屏11、方向控制开关12、通道断路开关13、急停按钮14、运行按钮(go)15和复位按钮(reset)16。其中，方向控制开关12用于选择移动方向，支持1-8个，图3中以4个为例；通道断路开关13，用于隔离特定通道的电源；急停按钮14，用于在紧急事件时停止所有的移动；运行按钮(go)15，用于触发移动；复位按钮(reset)16，用于复位系统。

参见图4所示的控制柜的接口面板示意图，其中示出了：输入数据接口(datain)21，用于链接其它控制柜；输出数据接口(dataout)22，用于链接其它控制柜、急停开关或手持式控制器；编码器输入接口23，用于连接电动葫芦编码器来读取位置信息，可以支持1-8个，图中以4个为例进行说明；ethernet接口24，用于连接上位机；主电源输入口25，用于接入380v电源；dmx512接口26，用于连接灯光控制台等dmx512设备；rs485/232接口27，用于连接中控设备；电源输出口28，用于连接电动葫芦的电源接入端，可以支持1-8个，图中以4个为例进行说明。

本发明实施例提供的控制柜，包括微控制器，该微控制器设置有数据接口和网络接口，对电动葫芦进行智能化控制和管理，并且可以实现控制柜间的堆叠和网络化管理，具有良好的可扩展性；该微控制器还设置有dmx512接口及串行接口，从而能够与外部控制设备连接，操作方便可以灵活控制电动葫芦。

实施例2

本发明实施例2提供了一种电动葫芦系统，包括上述实施例提供的控制柜和电动葫芦。参见图5所示的电动葫芦系统的结构框图，包括至少一个控制柜50以及至少一个电动葫芦51。

控制柜50向电动葫芦51发送控制信号信息，以及接收电动葫芦51的状态信息。

本发明实施例提供的电动葫芦系统，与上述实施例提供的控制柜具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。