一种可多路控制的驱动方法及步进电机驱动器与流程

本发明涉及电机驱动，特别涉及一种可多路控制的驱动方法及步进电机驱动器。

背景技术：

1、现在的步进驱动器只能进行单电机运动控制，如中国专利cn100354549c中公开的发动机恒速控制装置及控制方法，如果需要进行多个电机联动控制实现多轴插补、同步控制，则必须要另外增加运动控制卡和plc等控制器。现在的步进电机驱动器没有通用的输入输出口，如果需要做回原，限位等动作，需要外接io扩展卡或者plc等带io功能的控制器才能实现回原，限位等动作。并且，现在的步进驱动器一般只有报警指示灯，或者报警代码等简单的错误提示，不能详细记录错误发生的时间节点和持续时间。

技术实现思路

1、现有的电机驱动器只能进行单电机控制，没有通用的io口，并且故障监听简单，满足不了实际生产需求。

2、针对上述问题，提出一种可多路控制的驱动方法及步进电机驱动器，以满足实际生产需求。

3、第一方面，一种可多路控制的驱动方法，包括：

4、步骤100、通过第一通信模块从所述控制主机接收第一控制指令；

5、步骤200、通过输入输出模块获取现场的行进状态信号及第二控制指令并输出相应电机的行进状态信息；

6、步骤300、将获取的所述第一控制指令、第二控制指令更新到寄存器列表单元中；

7、步骤400、扫描检测功能寄存器中的指令参数并通过第二通信模块传输到对应的电机驱动模块进行电机控制；

8、其中，所述第一通信模块包括rs485协议单元及rs232协议单元；所述第二通信模块包括第一spi协议单元及第二spi协议单元；

9、所述电机驱动模块与电机一一对应连接，且数量为多个。

10、结合本发明第一方面所述的驱动方法，第一种可能的实施方式中，所述驱动方法还包括：

11、步骤500、通过所述第一spi协议单元获取电机运行参数，并通过第二spi协议单元对电机指令参数及所述电机运行参数进行掉电存储。

12、结合本发明第一方面第一种可能的实施方式，第二种可能的实施方式中，所述步骤100包括：

13、步骤110、将所述第一控制指令通过uart串口通信协议传输到所述控制模块；

14、步骤120、所述控制模块将所述第一控制指令的数据存储在fifo缓冲区；

15、步骤130、定时轮询所述fifo缓冲区，获取要解析的第一控制指令。

16、结合本发明第一方面第一种可能的实施方式，第二种可能的实施方式中，所述步骤100还包括：

17、步骤140、利用解析单元对要解析的第一控制指令进行解析，获取指令类型及对应的寄存器；

18、步骤150、若指令类型为读指令则返回对应寄存器的数据，若指令类型为写指令则更新对应寄存器的数据。

19、结合本发明第一方面第一种可能的实施方式，第三种可能的实施方式中，所述步骤200包括：

20、步骤210、定期扫描所述输入输出模块中的输入io口，获取电机现场的行进状态及第二控制指令；

21、步骤220、将行进状态信息更新到对应的功能寄存器中；

22、步骤230、定期扫描io输出功能寄存器中的状态提示信息并将所述状态提示信息同步到输出io口；

23、其中，所述输入io口为12路通用输入io口，所述输出io口为2路通用输出io口。

24、结合本发明第一方面第一种可能的实施方式，第四种可能的实施方式中，所述步骤400包括：

25、步骤410、对所述指令参数的类型进行判断；

26、步骤420、若所述指令参数的类型为多轴插补、同步控制、回原控制或限位控制，则调用对应的功能模块对电机目标位置及速度值进行计算；

27、步骤430、将获取的所述电机目标位置及速度值通过第二通信模块传输到对应的电机驱动模块。

28、结合本发明第一方面第一种可能的实施方式，第五种可能的实施方式中，所述步骤500包括：

29、步骤510、间隔时间t轮询所有电机驱动模块，获取实时电机运行参数；

30、步骤520、通过第一spi协议单元将所述实时电机运行参数更新到所述寄存器列表单元中的异常寄存器中；

31、步骤530、通过所述第二spi协议单元将所述异常寄存器中更新的实时电机运行参数传输到外部flash存储模块的日志记录区进行存储；

32、其中，所述电机运行参数包括温度、电流、刹车、过流过温保护、电机速度及位置。

33、第二方面，一种可多路控制的步进电机驱动器，包括：

34、控制模块；

35、多个电机驱动模块；

36、第一通信模块；

37、第二通信模块；

38、输入输出模块；

39、所述控制模块通过所述第一通信模块与控制主机通信连接，以从所述控制主机接收第一控制指令；

40、所述控制模块通过所述第二通信模块分别与所述多个电机驱动模块通信连接，以将控制指令传输到所述多个电机驱动模块，控制多个电机运行并获取其运行状态；

41、所述输入输出模块与所述控制模块电连接，用于获取多路电机现场的行进状态信号及第二控制指令并输出相应电机的行进状态信息；

42、其中，所述第一通信模块包括rs485协议单元及rs232协议单元；所述第二通信模块包括第一spi协议单元及第二spi协议单元。

43、结合本发明所述的可多路控制的步进电机驱动器，第一种可能的实施方式中，所述控制系统还包括：

44、外部flash存储模块；

45、所述外部flash存储模块通过所述第二通信模块与所述控制模块通信连接，用于掉电参数保存及电机运行日志同步存储。

46、结合本发明第一种可能的实施方式，第二种可能的实施方式中，所述控制模块包括：

47、寄存器列表单元；

48、解析单元；

49、同步扫描单元；

50、交互单元；

51、所述解析单元分别与所述寄存器列表单元及第一通信模块通信连接，用于通过对所述寄存器列表单元进行轮询，并对读出数据及写入数据进行解析；

52、所述同步扫描单元分别与所述寄存器列表单元及输入输出模块通信连接，用于对输入输出模块的输入io口状态进行周期扫描，同步更新到对应的寄存器中并同步将寄存器输出的行进状态信息传输到输出io口；

53、所述交互单元通过第一spi协议单元分别与所述寄存器列表单元及所述多个电机驱动模块通信连接，用于间隔轮询获取多个电机的最新运行参数并传输控制指令到所述多个电机驱动模块，对电机进行控制；

54、其中，所述交互单元还通过第二spi协议单元分别与所述寄存器列表单元及外部flash存储模块通信连接；

55、所述输入io口为12路通用输入io口，所述输出io口为2路通用输出io口。

56、结合本发明第二种可能的实施方式，第三种可能的实施方式中，所述控制系统还包括：

57、电源模块；

58、所述电源模块用于对所述控制系统的各个模块进行供电。

59、实施本发明所述的一种可多路控制的驱动方法及步进电机驱动器，通过在设置spi协议通信单元与多个电机驱动模块进行控制指令及运行参数通信，解决了现有的步进驱动器只能驱动单个电机的问题，通过在步进电机驱动器中内置直线插补，圆弧插补、同步控制等功能模块，实现了在不需要外加plc或者运动控制卡的情况下进行多轴运动插补,多轴同步等功能，通过增加12路通用输入io口及2路通用输出io口，可任意分配为多路电机的限位检测点、原点、脉冲输入、方向控制和使能控制等功能参数输入，在不外加plc、运动控制卡的情况下即可实现流水线，轴往返运动等应用场景，大大节省项目成本。通过设置spi协议通信单元与外部flash存储模块，当电机控制发生异常时，可以通过上位机软件可以访问导出异常的日志记录，方便维护人员迅速排查修复问题。