适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软plc系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及软PLC系统，尤其是一种适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统。
【背景技术】
[0002]目前的贴标机都使用电子感应及脚踏开关控制动作的顺序，加工效率受影响:如使用定型机构，铰链，推杆等机械结构的传动控制夹板的运动，其缺点在于对标签的适应性差，当标签种类变化时，机械结构调整复杂，自动化程度低，工人劳动强度大、噪声大；使用硬件PLC控制，通过PLC的程序实现夹板的旋转贴合动作，部分实现自动化，但没有位置检测装置，贴标精度很难提高，且属于半自动化，工作效率受影响。
[0003]此外，现有的自动贴标机，控制采用硬件PLC统一控制各机构和模组的运作，使其能够在高精度的控制下进行作业，采用控制装置的控制能够增强各机构的作业连贯性，辅以各机构和模组的配合，但是难以构建开放的硬件体系结构，无法实现联网且局限性大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统，为实现上述目的本发明的具体方案如下:
[0005]一种适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统，包括基于CoDeSys的开发系统和运行系统，其中所述开发系统包括PLC程序编辑模块、程序编译和调试模块及第一通信模块；所述运行系统包括第二通信模块、嵌入式控制系统、I/O接口模块以及通过所述I/O接口模块电连接的电机驱动模块、电机反馈模块，所述开发系统与所述运行系统之间通过所述第一通信模块、第二通信模块电连接。
[0006]优选的，所述嵌入式控制系统包括基于ARM系统的主控制器和基于FPGA的辅助运动控制器，所述主控制器与所述辅助运动控制器之间通过读写总线实现交互。
[0007]优选的，所述主控制器包括用于处理并发送通讯数据的通讯管理单元、驱动用于位置控制的调速电机的第一电机驱动模块、用于采集前述运动反馈信号的第一信号采集单
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[0008]优选的，所述主控制器包括用于采集外部的传感器信号和将经过逻辑运算结果输出的信号输出给外部设备的输入输出模块。
[0009]优选的，所述主控制器通过串行接口与所述开发系统进行通信。
[0010]优选的，所述辅助运动控制器包括用于接收主控制器发出的运动命令并将运算结果发送至主控制器的I/o单元、处理逻辑关系，进行逻辑判断的逻辑过程运算单元、解析所述运动命令的命令解析单元、根据速度控制结果输出PWM脉冲的PWM模块。
[0011]优选的，所述辅助运动控制器包括用于扩展设备的CAN总线。
[0012]优选的，所述辅助运动控制器包括支持FPGA配置、调试和在线升级的配置模块。
[0013]优选的，所述辅助运动控制器包括驱动动作重复、位置固定的电机的第二电机驱动模块、用于采集前述运动反馈信号的第二信号采集单元。
[0014]本发明提供的适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统具有以下特占.V.
[0015]1.实现真正的全自动控制，可编程，数字伺服控制。
[0016]2.软PLC可以为日后的网络和射频提供使用环境。
[0017]3.由于有数字伺服控制，柔性好，未来能够用于生产线，真正做到无人操作。
【附图说明】
[0018]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中:
[0019]图1为本发明实施例嵌入式软PLC系统结构示意图；
[0020]图2为本发明实施例嵌入式控制系统结构示意图；
[0021]图3为本发明实施例嵌入式控制系统原理图。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0023]实施例
[0024]如图1所示，一种适用于贴标机高精度自动化控制的嵌入式软PLC系统，软PLC系统包括基于CoDeSys的开发系统和运行系统两部分，其中所述开发系统包括PLC程序编辑模块、程序编译和调试模块及第一通信模块，是带有调试和编译功能的PLC编程器，系统遵循IEC61131.3标准，支持多语言编程以及各编程语言之间的相互转换，同时具备丰富的控制模块，支持多种PID算法，开放的控制算法接口，并且支持用户嵌入自己的控制算法模块；所述运行系统包括第二通信模块、嵌入式控制系统、I/O接口模块以及通过所述I/O接口模块电连接的电机驱动模块、电机反馈模块，运行系统是软PLC的核心，完成输入处理、程序执行、输出处理等工作，所述开发系统与所述运行系统之间通过所述第一通信模块、第二通信模块电连接。
[0025]电机驱动模块主要负责将控制电机的指令信号进行驱动，实现电机控制信号的电平转换，以驱动电机。
[0026]电机反馈模块的作用是收集电机实际的运行信息并将信息反馈给主控单元，完成运动控制的闭环控制。I/o接口模块对反馈光栅尺差分信号进行光电隔离然后送入PLC及FPGA行鉴相和计数。
[0027]本发明的嵌入式软PLC系统工作原理为:用户将程序编辑好后，软PLC系统会循环扫描用户所编辑的程序，并把扫描到的数据存放到缓冲区域，当执行到输出命令的时候就会将数据输出。由于软PLC在含有传统PLC的功能特点之外又继承了 PC机的各种优点，所以软PLC具有高速的数据处理能力和强大的网络通讯能力。
[0028]如图2、3所示，本实施例中，嵌入式控制系统包括基于ARM系统的主控制器和基于FPGA的辅助运动控制器，ARM选用K60系列，自带调试用的JIGA接口与上位机开发系统连接，FPGA需外接JIGA接口，并需要再接EPCS作为外存才能调试，FPGA具有硬件可编程的特点，用于实现运动控制系统，将主要的运动控制功能在FPGA中实现，可以减少系统中所需的元件数，缩小系统体积。支持重构设计，使用户可以在系统需求发生改变时，适时更新升级自己的硬件。FPGA的扩展性能好、易于维护，系统升级容易，FPGA在速度上的优势使得其可满足对系统性能和精度要求较高的控制场合的需求，在ARM上实现的PLC，主要实现包括通讯管理和部分运动反馈信号的采集处理、根据判断的结果将信号传递给输入输出模块、接收外部输入信号、处理通讯数据，包括异步