新型运动控制器生产检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了新型运动控制器生产检测系统，包括模拟量输入电路、模拟量输出电路、信号处理电路、数字量输入电路、数字量输出电路、控制计算机，所述模拟量输入电路连接信号处理电路，所述信号处理电路连接模拟量输出电路，所述数字量输入电路连接信号处理电路，所述模拟量输出电路连接信号处理电路，所述控制计算机连接信号处理电路，所述模拟量输入电路至少为1路输入，所述模拟量输出电路至少为1路输出，所述数字量输入电路至少为1路输入，所述数字量输出电路至少为1路输出，采用电路化封装设计，选通接线少，易于扩展，能够对任意运动控制器的多路信号进行检测。
【专利说明】新型运动控制器生产检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及检测【技术领域】，具体的说是新型运动控制器生产检测系统。
【背景技术】
[0002]运动控制器一般有多种型号，每种型号的外部接口在数量和功能上有所差异，生产部门往往给每个型号的控制器单独设计一个生产检测板。造成制造成本高，生产周期长，且检测人员需要熟悉多个检测板的使用。运动控制器主要的输入输出信号有:模拟量输入信号、模拟量输出信号、数字量输入信号、数字量输出信号。
[0003]如图2所示为某类型的生产检测板，检测板上安装有电源，29个按钮，模拟数字输入信号，16个显示数字输出信号的指示灯；其中62芯插座用于与运动控制器信号连接；检测运动控制器输入口时，由检测人员依次手拨检测板按钮开关，运动控制器接收到信号后，显示其状态；检测输出口时，由运动控制器输出信号，控制该检测板指示灯，由生产检测人员观察指示灯状态判断输出口工作是否正常。
[0004]可以看出，这种生产检测板存在如下问题:(1)信号固定。如果检测信号类型、个数发生变化，需要重新设计检测板；(2)只能检测低频信号；(3)容易由于检测人员的疏忽导致检测出错；(4)不能实现自动连续检测。
[0005]如图3所示为另一种类型的生产检测板，检测板上设计有电源、CPU单元、FPGA单元、16个模拟量输入口、16个数字输入口、16个数字量输出口；由CPU单元自动选通各路信号，依次进行检测，可自动检测运动控制器16路模拟量输出、16路数字量输入、16路数字量输出信号，检测结果由检测板自动记录到文件中。
[0006]图3所示的检测板较图2所示检测板有较大改善，可自动完成测试过程。但仍存在:信号扩展困难，相同类型的信号最多只能检测16路，无法适应多种控制器信号的要求。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于提供新型运动控制器生产检测系统，采用电路化封装设计，选通接线少，易于扩展，能够对任意运动控制器的多路信号进行检测。
[0008]本实用新型通过下述技术方案实现:新型运动控制器生产检测系统，包括模拟量输入电路、模拟量输出电路、信号处理电路、数字量输入电路、数字量输出电路、控制计算机，所述信号处理电路包括DSP单元、FPGA单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、数字量输入单元、数字量输出单元、Zigbee单元、存储单元，所述模拟量输入电路连接信号处理电路，所述信号处理电路连接模拟量输出电路，所述数字量输入电路连接信号处理电路，所述模拟量输出电路连接信号处理电路，所述控制计算机连接信号处理电路，所述模拟量输入电路至少为I路输入，所述模拟量输出电路至少为I路输出，所述数字量输入电路至少为I路输入，所述数字量输出电路至少为I路输出。
[0009]进一步的，为更好的实现本实用新型，所述模拟量输入电路内设置有作为至少I路模拟量输入的AIN接口、AIN多位开关、AIN处理器及A1-ZigbeeJy^S A1-Zigbee分别连接AIN处理器和Zigbee单元，所述AIN处理器连接AIN多位开关，所述AIN多位开关分别连接AIN接口模拟量输入单元。
[0010]进一步的，为更好的实现本实用新型，所述模拟量输出电路内设置有作为至少I路模拟量输出的AOUT接口、AOUT多位开关、AOUT处理器及AO-Zigbee，所述AO-Zigbee分别连接AOUT处理器和Zigbee单元，所述AOUT处理器连接AOUT多位开关，所述AOUT多位开关分别连接AOUT接口和模拟量输出单元。
[0011]进一步的，为更好的实现本实用新型，所述数字量输入电路内设置有作为至少I路数字量输入的DIN接口、DIN多位开关、DIN处理器及D1-ZigbeeJy^S D1-Zigbee分别连接DIN处理器和Zigbee单元，所述DIN处理器连接DIN多位开关，所述DIN多位开关分别连接DIN接口和数字量输入单元。
[0012]进一步的，为更好的实现本实用新型，所述数字量输出电路内设置有作为至少I路数字量输出的DOUT接口、DOUT多位开关、DOUT处理器及DO-Zigbee，所述DO-Zigbee分别连接DOUT处理器和Zigbee单元，所述DOUT处理器连接DOUT多位开关，所述DOUT多位开关分别连接DOUT接口和数字量输出单元。
[0013]进一步的，为更好的实现本实用新型，所述DSP单元分别连接控制计算机FPGA单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、Zigbee单元和存储单元,所述FPGA单元分别连接数字量输入单元和数字量输出单元，所述模拟量输入单元连接模拟量输入电路，所述模拟量输出单元连接模拟量输出电路，所述数字量输入单元连接数字量输入电路，所述数字量输出单元连接数字量输出电路。
[0014]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0015]( I)本实用新型采用电路化封装设计，选通接线少，易于扩展，能够对任意运动控制器的多路信号进行检测。
[0016](2)本实用新型相比现有运动控制器检测系统而言，能够同时对模拟量和数字量的输入和输出信号进行检测，使得检测能力更强。
[0017](3)本实用新型在使用时，可随时加载模拟量输入电路、模拟量输出电路、数字量输入电路、数字量输出电路，以适应变化的运动控制器的信号输入输出变化。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的架构图。
[0019]图2为某类型的生产检测板。
[0020]图3为另一种类型的生产检测板。
【具体实施方式】
[0021]本 申请人:自认为【技术领域】内技术员结合现有公知技术，并根据本申请文件所公开的内容即可实现本实用新型。
[0022]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0023]实施例1:
[0024]新型运动控制器生产检测系统，如图1所示，包括模拟量输入电路、模拟量输出电路、信号处理电路、数字量输入电路、数字量输出电路、控制计算机，所述信号处理电路包括DSP单元、FPGA单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、数字量输入单元、数字量输出单元、Zigbee单元、存储单元，所述模拟量输入电路连接信号处理电路，所述信号处理电路连接模拟量输出电路，所述数字量输入电路连接信号处理电路，所述模拟量输出电路连接信号处理电路，所述控制计算机连接信号处理电路，所述模拟量输入电路至少为I路输入，所述模拟量输出电路至少为I路输出，所述数字量输入电路至少为I路输入，所述数字量输出电路至少为I路输出。
[0025]在设计时，各个输入、输出电路外接的信号为32路，模拟量输入电路设置为至多32路信号输入，模拟量输出电路设置为至多32路信号输出，数字量输入电路设置为至多32路信号输入，数字量输出电路设置为至多32路信号输出，当有运动控制器的模拟量或数字量的输入或输出信号超过32路，仅增加对应的模拟量输入\输出电路或数字量输入\输出电路即可。
[0026]模拟量输入电路、模拟量输出电路、数字量输入电路、数字量输出电路各只有一路有线信号线与信号处理电路连接，另外可通过Zigbee单元，实现信号处理电路与模拟量输入电路、模拟量输出电路、数字量输入电路、数字量输出电路的控制信号传递，各电路通过Zigbee网络，形成一种星型网络结构。
[0027]DSP单元:数字信号处理器，优选的数字处理器芯片型号为TMS320C2000、TMS320C6000 ；
[0028]FPGA单元:现场可编程门阵列，实现数字信号的检测。优选的FPGA芯片系列为Cyclone II 系列、Cyclone IV 系列、Xilinx Spartan-6 系列;
[0029]MCU:控制Zigbee，实现无线通讯，并控制各电路内多位开关，实现检测信号的选择，可采用Cotex-M系列、Cotex-A系列的MCU处理器。
[0030]控制计算机:发出检测控制命令，存储和显示检测结果。通过网络方式(TCP/IP)、USB或串口的方式与信号处理电路连接。
[0031]信号处理电路:完成模拟输入信号的数模转换、数字输入信号宽度检测、数字输入信号电平检测、数字信号输出、信号滤波等功能。该电路是一个ZigBee网络的全功能设备(FFD)，负责发起、建立和管理整个检测系统Zigbee网络，ZigBee通讯主要实现本检测系统内各电路及电路内通道的选通。
[0032]使用时，将运动控制器外部信号连接到本检测系统的模拟量输入电路、数字量输入电路、数字量输出电路及模拟量输出电路之一。
[0033]运动控制器通过网络、USB线或串口与控制计算机连接。
[0034]控制计算机、运动控制器、本检测系统各电路上电，检测电路对供电电源的要求:输出电压24V，最大输出电流大于等于2A。
[0035]控制计算机发送通道选通数据包到信号处理电路，其DSP单元通过Zigbee单元，采用群发方式，转发选通数据包，选通数据包包括电路识别码、通道号。
[0036]检测运动控制器模拟量输出信号:控制计算机发出控制命令，控制运动控制器模拟量输出端口，依次输出电压信号(根据需要输出，如1V、2V、3V、4V、5V等)，信号处理电路启动AD转换，读取转换结果，记录到文件。
[0037]检测运动控制器模拟量输入信号:控制计算机输出控制命令，控制信号处理电路依次输出模拟量信号，输出给运动控制器对应模拟量输入接口，运动控制器将接收到的模拟量信号写入文件。
[0038]检测运动控制器数字量输出信号:第一步，信号幅值检测，控制计算机发出控制命令，控制运动控制器数字量输出端口，依次输出高低电平，信号处理电路启动AD转换，读取转换结果，记录到文件；第二步，信号计数检测，控制计算机发出控制命令，控制运动控制器数字量输出端口，以一定的频率连续发出一定数量的高低电平信号(即脉冲信号)，信号处理电路中FPGA单元对脉冲信号计数，DSP单元读出计数值，记录到文件。
[0039]检测运动控制器数字量输入信号:第一步，检测信号电平，控制计算机输出控制命令，控制信号处理电路依次高低电平，输出给运动控制器对应数字量输入接口，运动控制器将接收到的数字量信号写入文件；第二步，检测信号噪声容限，控制计算机输出控制命令，控制信号处理电路依次发出模拟量电压信号，输出给运动控制器对应数字量输入接口，运动控制器将接收到的数字量信号写入文件。
[0040]控制计算机读出信号处理电路、运动控制器中测试记录文件，将检测值与理论结果相比较，输出测试结果。
[0041]本检测系统通过网络接口与控制计算机连接，可以直连也可以通过路由器连接，采用TCP/IP通讯协议，这种方式可通过网络同时连接任意数量的运动控制器。
[0042]实施例2:
[0043]本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化,如图1所示，进一步的，为更好的实现本实用新型，所述模拟量输入电路内设置有作为至少I路模拟量输入的AIN接口、AIN多位开关、AIN处理器(A1-MCU)及Al-Zigbee，所述A1-Zigbee分别连接AIN处理器和Zigbee单元，所述AIN处理器连接AIN多位开关，所述AIN多位开关分别连接AIN接口模拟量输入单元，AIN接口设置有AINl—AINn路输入。
[0044]AINn:第η路模拟量输入口，外接运动控制器模拟量输出信号。
[0045]Zigbee:无线通讯单元，支持信号处理电路与模拟量输入电路、模拟量输出电路、数字量输入电路、数字量输出电路之间的通讯，信号处理电路通过Zigbee单元选择其它电路的检测信号端口。
[0046]模拟量输入电路:接收运动控制器发来的模拟量信号。根据信号处理电路Zigbee单元发来的控制信号，选择相应的模拟量输入端口，通过有线方式，将信号传输到信号处理电路的模拟量输入单元；该电路是一个ZigBee网络的精简功能设备(RFD)，测量电压范围:0?20V。
[0047]实施例3:
[0048]本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，所述模拟量输出电路内设置有作为至少I路模拟量输出的AOUT接口、A0UT多位开关、AOUT处理器(AO-MCU)及AO-Zigbee，所述AO-Zigbee分别连接AOUT处理器和Zigbee单元，所述AOUT处理器连接AOUT多位开关，所述AOUT多位开关分别连接AOUT接口和模拟量输出单元，AOUT接口设置有AOUTI—AOUTn路输出。
[0049]AOUTn:第η路模拟量输出口，外接运动控制器模拟量输入信号。
[0050]模拟量输出电路:输出模拟量信号给运动控制器。根据信号处理电路Zigbee单元发来的控制信号，选择相应的模拟量输出端口，信号处理电路通过有线方式，将模拟量输出信号传输到模拟量输出电路的指定端口。该电路是一个ZigBee网络的精简功能设备(RFD)0输出电压范围:(TlOV。
[0051]实施例4:
[0052]本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，所述数字量输入电路内设置有作为至少I路数字量输入的DIN接口、DIN多位开关、DIN处理器(D1-MCU)及Dl-Zigbee，所述D1-Zigbee分别连接DIN处理器和Zigbee单元，所述DIN处理器连接DIN多位开关，所述DIN多位开关分别连接DIN接口和数字量输入单元，DIN接口设置有DINl—DINn路输入。
[0053]DINn:第η路数字量输入口，外接运动控制器数字量输出信号。
[0054]数字量输入电路:接收运动控制器发来的数字量信号。根据信号处理电路Zigbee单元发来的控制信号，选择相应的数字量输入端口，通过有线方式，将信号传输到信号处理电路的数字量输入单元。该电路是一个ZigBee网络的精简功能设备(RFD)。测量电压范围:(T5V。最大采样频率4MHz。
[0055]实施例5:
[0056]本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，所述数字量输出电路内设置有作为至少I路数字量输出的DOUT接口、D0UT多位开关、DOUT处理器(DO-MCU)及DO-Zigbee，所述DO-Zigbee分别连接DOUT处理器和Zigbee单元，所述DOUT处理器连接DOUT多位开关，所述DOUT多位开关分别连接DOUT接口和数字量输出单元，DOUT接口设置有DOUTI—DOUTn路输入。
[0057]DOUTn:第η路数字量输出口，外接运动控制器数字量输入信号。
[0058]数字量输出电路:输出数字量信号给运动控制器。根据信号处理电路Zigbee单元发来的控制信号，选择相应的数字量输出端口，信号处理电路通过有线方式，将数字量输出信号传输到数字量输出电路的指定端口。该电路是一个ZigBee网络的精简功能设备(RFD)0输出电压范围:(T24V。
[0059]实施例6:
[0060]本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，所述DSP单元分别连接控制计算机FPGA单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、Zigbee单元和存储单元,所述FPGA单元分别连接数字量输入单元和数字量输出单元,所述模拟量输入单元连接模拟量输入电路，所述模拟量输出单元连接模拟量输出电路，所述数字量输入单元连接数字量输入电路，所述数字量输出单元连接数字量输出电路。
[0061]不同的运动控制器，外部输入输出信号有所差异，通过该测试系统，可用于不同控制器接口的检测。如:
[0062](I) 一种型号运动控制器外部信号包括:24路通用数字输出口、16路通用数字输入口、4路脉冲信号输出口、4路方向信号输出口、4路编码器信号输入口。
[0063](2)另一种运动控制器外部信号包括:16路通用数字输出口、16路通用数字输入口、3路脉冲信号输出口、3路方向信号输出口、2路模拟量输出口、I路PWM信号输出口。
[0064]针对运动控制器(I)，只要使用“信号处理电路”、“数字量输入电路”、“数字量输出电路”，即可构建测试系统。
[0065]针对运动控制器(2)，使用“信号处理电路”、“数字量输入电路”、“数字量输出电路”、“模拟量输入电路”，即可构建测试系统。
[0066]本实用新型采用电路化封装设计，选通接线少，易于扩展，能够对任意运动控制器的多路信号进行检测。
[0067]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.新型运动控制器生产检测系统，其特征在于:包括模拟量输入电路、模拟量输出电路、信号处理电路、数字量输入电路、数字量输出电路、控制计算机，所述信号处理电路包括DSP单元、FPGA单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、数字量输入单元、数字量输出单元、Zigbee单元、存储单元，所述模拟量输入电路连接信号处理电路，所述信号处理电路连接模拟量输出电路，所述数字量输入电路连接信号处理电路，所述模拟量输出电路连接信号处理电路，所述控制计算机连接信号处理电路，所述模拟量输入电路至少为I路输入，所述模拟量输出电路至少为I路输出，所述数字量输入电路至少为I路输入，所述数字量输出电路至少为I路输出。
2.根据权利要求1所述的新型运动控制器生产检测系统，其特征在于:所述模拟量输入电路内设置有作为至少I路模拟量输入的AIN接口、AIN多位开关、AIN处理器及ΑΙ-Zigbee,所述A1-Zigbee分别连接AIN处理器和Zigbee单元,所述AIN处理器连接AIN多位开关，所述AIN多位开关分别连接AIN接口模拟量输入单元。
3.根据权利要求1所述的新型运动控制器生产检测系统，其特征在于:所述模拟量输出电路内设置有作为至少I路模拟量输出的AOUT接口、AOUT多位开关、AOUT处理器及ΑΟ-Zigbee,所述ΑΟ-Zigbee分别连接AOUT处理器和Zigbee单元，所述AOUT处理器连接AOUT多位开关，所述AOUT多位开关分别连接AOUT接口和模拟量输出单元。
4.根据权利要求1所述的新型运动控制器生产检测系统，其特征在于:所述数字量输入电路内设置有作为至少I路数字量输入的DIN接口、DIN多位开关、DIN处理器及D1-ZigbeeJy^ii D1-Zigbee分别连接DIN处理器和Zigbee单元，所述DIN处理器连接DIN多位开关，所述DIN多位开关分别连接DIN接口和数字量输入单元。
5.根据权利要求1所述的新型运动控制器生产检测系统，其特征在于:所述数字量输出电路内设置有作为至少I路数字量输出的DOUT接口、DOUT多位开关、DOUT处理器及DO-Zigbee,所述DO-Zigbee分别连接DOUT处理器和Zigbee单元，所述DOUT处理器连接DOUT多位开关，所述DOUT多位开关分别连接DOUT接口和数字量输出单元。
6.根据权利要求1所述的新型运动控制器生产检测系统，其特征在于:所述DSP单元分别连接控制计算机FPGA单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、Zigbee单元和存储单元，所述FPGA单元分别连接数字量输入单元和数字量输出单元，所述模拟量输入单元连接模拟量输入电路，所述模拟量输出单元连接模拟量输出电路，所述数字量输入单元连接数字量输入电路，所述数字量输出单元连接数字量输出电路。
【文档编号】G05B19/042GK204086905SQ201420651650
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】李翔龙, 高山, 谭旭, 李健, 夏奎 申请人:成都乐创自动化技术股份有限公司