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专利号: 2017112497822
申请人: 湖南师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.舞台用多点伺服驱动的协同控制方法,其特征在于:该协同控制方法基于舞台控制系统实现对舞台上各设备运动的协同控制;

所述舞台控制系统包括多个由独立伺服驱动器(10)驱动的伺服电机以及一个PLC控制器(20)和一个监控调度PC(30),所述监控调度PC与PLC控制器之间通过以太网进行数据通信,所述PLC控制器与独立伺服驱动器之间以及相邻的独立伺服驱动器之间分别通过有线网络相互通信构成控制网络;

所述协同控制方法为,监控调度PC通过周期性时间驱动搜索以及对节点指令集中当前节点的相关条件判定后,通过以太网向PLC控制器下发当前节点指令所包含的多个伺服运动指令,PLC控制器以点对点、分组或广播的形式通过控制网络与伺服运动指令相关的独立伺服驱动器(10)进行实时通讯,独立伺服驱动器(10)通过伺服电机带动机械传动结构进一步控制舞台上各设备协同运动;所述监控调度PC(30)的周期性时间驱动是通过编程而设定的周期性定时器驱动;每次定时到达后,依据所保存的节点指令集中一个或若干当前节点是否满足相关判断条件(203),进而来决定是否执行当前节点中的节点指令(202),若满足对应节点的相关判断条件,则将当前节点向下一层子节点推进;若不满足对应节点的相关判断条件,则继续等待下次定时周期到达;

所述协同控制方法具体为:

1)根据舞台结构中各设备的运行状态建立由各伺服电机、伺服驱动器以及PLC控制器相互通信构成的控制网络,并建立控制网络中PLC控制器与监控调度PC的链接;

2)监控调度PC创建指令缓存和命令缓存,指令缓存中又分别建立“运行指令缓存”和“等待指令缓存”;

3)启动检测定时器,遍历根指令下的“运行指令缓存”队列;

4)判断根指令下的“运行指令缓存”中的运行指令是否运行完成,若运行指令完成,则指令的停止时间加1,若根指令下的“运行指令缓存”中的运行指令没有完成,则指令的运行时间加1,继续遍历根指令下的“运行指令缓存”队列;

5)当根指令下的“运行指令缓存”中的运行指令全部完成后,判断根指令下的“运行指令缓存”队列中是否有子节点,如有子节点继续向下运行子节点,直到各子节点运行完成;

如无子节点则删除指令本身;

6)将根指令下的“运行指令缓存”内各指令的电机运动记录投入到命令缓存中;

7)根据触发条件判断并触发“等待指令缓存”中的指令;

8)“等待指令缓存”队列中满足触发条件的指令运行完成后,在命令缓存中查找子指令,并根据子指令触发条件分别投入“运行指令缓存”和“等待指令缓存”;

9)判断“运行指令缓存”队列和“等待指令缓存”队列是否为空,如不为空,则等待下一次定时器触发后重复步骤3)至步骤8);如为空,则停止定时器,提示所有指令运行完毕。

2.根据权利要求1所述的舞台用多点伺服驱动的协同控制方法,其特征在于:所述节点指令集是一个树状结构存储的、由多个节点(201)以及所包含节点指令(202)和相关判断条件(203)而构成的集合,每个节点(201)均标识有该节点在树状结构中的节点连接形式、该节点的节点指令以及执行该节点指令所必须满足的相关判断条件。

3.根据权利要求2所述的舞台用多点伺服驱动的协同控制方法,其特征在于:所述节点指令包含了一条或多条能够改变所述独立伺服驱动器(10)运动状态的伺服运动指令;所述相关判断条件(203)是基于时间、循环次数、电机位移、外部开关量状态以及上述条件相互之间的组合关系。

4.根据权利要求1所述的舞台用多点伺服驱动的协同控制方法,其特征在于:所述监控调度PC(30)至少包含网络通讯功能模块、运动设定与状态监控模块、控制算法模块;所述网络通讯功能模块用于与所述独立伺服驱动器和PLC控制器构成控制网络以实现实时通信;

所述运动设定与状态监控模块用于实现系统参数、各个独立伺服驱动器参数、节点指令集的设置及状态监控;所述控制算法模块用于在周期性时间驱动模式下,依据已设定的节点指令集的当前节点相关判断条件进行判定并向下递推搜索。

5.根据权利要求1所述的舞台用多点伺服驱动的协同控制方法,其特征在于:所述控制网络设置有心跳监控机制,对于掉线失连且正在运行的伺服驱动指令立即丢弃并停止。

6.根据权利要求1所述的舞台用多点伺服驱动的协同控制方法,其特征在于,所述队列中指令的运行方法为:S1)监控调度PC发送控制数据包到PLC控制器;所述数据包包含有触发设备轴伺服电机的使能信号、节点指令集的运行速度与运行位置;

S2)PLC控制器接收到数据包后写入内存单元,并判断数据包中的伺服电机轴号是否正确,如正确,将使能写入信号,并反馈至监控调度PC,监控调度PC发送同步使能信号,并进行步骤S3;如有误,进行步骤S5;

S3)PLC控制器接收到同步使能信号后,控制相应的伺服电机驱动器驱动伺服电机执行相应的指令;同时,伺服电机驱动器将伺服电机的实施状态信息经PLC控制器反馈至监控调度PC;

S4)监控调度PC判断返回的信息是否有误,如无误,发送下一条指令集,如有误运行步骤S5;

S5)监控调度PC接收到反馈的错误信息后,发送终止命令,PLC控制器接到停止使能信号,立即触发停止命令,伺服电机停止运转。