一种双伺服电机的冗余控制系统的制作方法

1.本实用新型属于冗余控制相关技术领域，具体涉及一种双伺服电机的冗余控制系统。


背景技术：

2.冗余控制是一种满足连续生产要求、提高系统可用性的有效手段，随着制造业竞争的加剧，制造商更加追求生产设备的可靠性，尤其是那些控制关键性生产工序的设备，往往需要采用冗余配置，当某一设备或元器件发生故障而损坏时，它可以通过硬、软件或人为方式，相互切换作为后备设备或元器件，替代因故障而损坏的设备或元器件，保持系统正常工作，使控制设备因意外而导致的停机损失降到最低。
3.以往的电机控制系统设计中，为了应对设备故障等突发情况采用的冗余控制，通过对电流和通信故障的诊断，在故障状态下由双机运行模式切换到单机运行模式，系统能够继续运行，但无法达到双机的运行效果，为此，我们提供一种双伺服电机的冗余控制系统。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种双伺服电机的冗余控制系统，以解决上述背景技术中提出的在故障状态下由双机运行模式切换到单机运行模式，系统能够继续运行，但无法达到双机的运行效果的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种双伺服电机的冗余控制系统，包括控制器、电机驱动器、伺服电机和直流接触器；
6.所述电机驱动器包括第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器，所述第一驱动器和第二驱动器为正常工作驱动器，且第三驱动器为备用驱动器；
7.所述伺服电机包括第一电机和第二电机，所述第一驱动器和第二驱动器分别控制第一电机和第二电机，所述第三驱动器会代替第一驱动器或第二驱动器控制第一电机或第二电机；
8.所述第一电机和第二电机均配置有编码器、温度传感器和抱闸；
9.所述控制器、电机驱动器、伺服电机、直流接触器、编码器、温度传感器和抱闸共同组成电机的冗余控制。
10.优选的，所述控制器与can总线相连，控制第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器工作电源的通断，同时控制电机驱动器电源的通断即起到对电机驱动器的使能作用。
11.优选的，所述第一驱动器和第二驱动器工作状态下分别驱动第一电机和第二电机完成动作，且第一驱动器和第二驱动器上分别连接两个直流接触器，所述第一驱动器或第二驱动器上的直流接触器用于控制第一驱动器或第二驱动器的动力电源接通与否，且第一电机或第二电机上的直流接触器用于控制第一电机或第二电机上携带的编码器、温度传感器和抱闸的工作与否。
12.优选的，所述第三驱动器连在can总线上，所述第三驱动器用于当第一驱动器或第二驱动器出现故障时代替其进行工作，所述第三驱动器上连接有三个直流接触器，所述第三驱动器上的直流接触器用于控制第三驱动器的动力电源通断，且其余两个直流接触器用于控制第三驱动器代替第一驱动器或第二驱动器控制第一电机或第二电机。
13.优选的，所述直流接触器与电机驱动器连接并由控制器分别进行控制，起到通断电路的作用。
14.优选的，所述编码器、温度传感器和抱闸分别用于测量伺服电机角位移、温度，以及控制伺服电机断电立即停转，由各电机驱动器及对应的直流接触器进行控制。
15.与现有技术相比，本实用新型提供了一种双伺服电机的冗余控制系统，具备以下有益效果：
16.一、维持系统正常工作：当任意一个驱动器出现故障时，控制器可以将其切换为备用驱动器，使系统能够继续正常工作，从而满足连续生产要求，降低了因设备停机而产生的损失；
17.二、延长系统工作寿命：通过备用驱动器与其他驱动器的轮换工作，能够一定程度上减轻驱动设备的工作压力，减少设备磨损，从而延长了系统的工作寿命；
18.三、提高了系统的可靠性：当任意一个驱动器出现异常情况时，控制器会接收到相应信号，即时作断电处理，避免了因此产生的风险，该系统的安全性与可靠性进一步提高；
19.四、本实用新型控制系统设备关系简单，对操作人员的水平要求不高，自动化程度高，生产效率大大提高，适用于工业生产领域。
附图说明
20.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制，在附图中：
21.图1为本实用新型提出的一种双伺服电机的冗余控制系统示意图；
22.图2为本实用新型提出的一种双伺服电机的冗余控制系统工作流程示意图；
23.图中：1、控制器；2、电机驱动器；201、第一驱动器；202、第二驱动器；203、第三驱动器；3、伺服电机；301、第一电机；302、第二电机；4、直流接触器；5、编码器；6、温度传感器；7、抱闸。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
25.请参阅图1-图2，本实用新型提供一种双伺服电机的冗余控制系统技术方案，包括控制器1、电机驱动器2、伺服电机3和直流接触器4；
26.所述电机驱动器2包括第一驱动器201、第二驱动器202和第三驱动器203，所述第一驱动器201和第二驱动器202为正常工作驱动器，且第三驱动器203为备用驱动器；
27.所述伺服电机3包括第一电机301和第二电机302，所述第一驱动器201和第二驱动
器202分别控制第一电机301和第二电机302，所述第三驱动器203会代替第一驱动器201或第二驱动器202控制第一电机301或第二电机302；
28.所述第一电机301和第二电机302均配置有编码器5、温度传感器6和抱闸7；
29.所述控制器1、电机驱动器2、伺服电机3、直流接触器4、编码器5、温度传感器6和抱闸7共同组成电机的冗余控制。
30.所述控制器1与can总线相连，控制第一驱动器201、第二驱动器202和第三驱动器203工作电源的通断，同时控制电机驱动器2电源的通断即起到对电机驱动器2的使能作用。
31.所述第一驱动器201和第二驱动器202工作状态下分别驱动第一电机301和第二电机302完成动作，且第一驱动器201和第二驱动器202上分别连接两个直流接触器4，所述第一驱动器201或第二驱动器202上的直流接触器4用于控制第一驱动器201或第二驱动器202的动力电源接通与否，且第一电机301或第二电机302上的直流接触器4用于控制第一电机301或第二电机302上携带的编码器5、温度传感器6和抱闸7的工作与否。
32.所述第三驱动器203连在can总线上，所述第三驱动器203用于当第一驱动器201或第二驱动器202出现故障时代替其进行工作，所述第三驱动器203上连接有三个直流接触器4，所述第三驱动器203上的直流接触器4用于控制第三驱动器203的动力电源通断，且其余两个直流接触器4用于控制第三驱动器203代替第一驱动器201或第二驱动器202控制第一电机301或第二电机302。
33.所述直流接触器4与电机驱动器2连接并由控制器1分别进行控制，起到通断电路的作用。
34.所述编码器5、温度传感器6和抱闸7分别用于测量伺服电机3角位移、温度，以及控制伺服电机3断电立即停转，由各电机驱动器2及对应的直流接触器4进行控制。
35.关于附图进行补充：空心线为can总线，加粗直线为系统动力线路，其余为控制线路；浅灰色部分为控制系统组盘，电机驱动器2、直流接触器4等安装在组盘上，控制器1、伺服电机3及编码器5、温度传感器6、抱闸7安装在组盘外；电机驱动器2与控制器1用can总线连接，控制器1对电机驱动器2起使能与供电作用.
36.工作原理：(km01、km11、km02、km14、km03和km12均为直流接触器4)正常工作状态中，控制系统通入直流电源，控制器1对第一驱动器201和第二驱动器202使能，第一驱动器201和第二驱动器202通电，其上分别连接的直流接触器4(km01、km11、km02、km14)也通电，开关km01、km03闭合，动力电源接通，km11、km14的辅助触点也闭合，第一伺服电机301和第二伺服电机302、编码器5、温度传感器6、抱闸7都接通开始工作；当第一驱动器201或第二驱动器202出现故障时，此处假设第一驱动器201故障，第一电机301无法正常工作，1控制器接收到第一驱动器201传来的故障信号，切断第一驱动器201的电源，对第三驱动器203使能，第三驱动器203通电工作，控制器1发给直流接触器4(km03、km12)通电指令，开关km03、km12闭合，相应的辅助触点也闭合，由此第一电机201能够正常工作；相同的，如果第二驱动器202出现故障，第三驱动器203作为备用驱动器也能够代替第二驱动器202进行工作，为了延长系统的工作寿命，第三驱动器203能够轮换代替第一驱动器201或第二驱动器202进行工作，降低了设备负担，提高了系统的工作效率。
37.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修
改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。