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1、(10)申请公布号 CN 103105826 A (43)申请公布日 2013.05.15 CN 103105826 A *CN103105826A* (21)申请号 201110356307.1 (22)申请日 2011.11.11 G05B 19/418(2006.01) (71)申请人 中国科学院沈阳科学仪器研制中心 有限公司 地址 110168 辽宁省沈阳市浑南新区新源街 一号 (72)发明人 戚晖 耿达 林秀青 徐英凤 (74)专利代理机构 沈阳科苑专利商标代理有限 公司 21002 代理人 许宗富 (54) 发明名称 一种真空设备运动定位控制系统及控制方法 (57) 摘要 本发明公。
2、开一种真空设备运动定位控制系统 及控制方法， 该真空设备运动定位控制系统包括 PLC、 工控机、 现场设备及传感器 ； 其中， PLC 为主 控部件， 其输入端接收现场传感器信号， 与工控机 进行通讯连接， 输出端接现场设备， 所述现场设备 包括步进电机驱动器和 / 或交流伺服电机驱动器 和电机， 通过其电机接现场传感器输入端， 工控机 为 PLC 的上位机， 对 PLC 的控制程序进行编程， 通 过 PLC 对现场设备进行控制 ； 本发明系统的控制 方法 ： 采用参数配置方式和命令判断设计， 系统 把各个动作按照命令的形式进行处理， 这种方法 程序设计简单， 易于修改， 根据现场情况和工艺要。
3、 求可以实现真空运动系统圆周定位。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103105826 A CN 103105826 A *CN103105826A* 1/2 页 2 1. 一种真空设备运动定位控制系统， 其特征在于包括 PLC、 工控机、 传感器及现场设 备 ； 其中， PLC 为主控部件， 其输入端接收现场传感器信号， 与工控机进行通讯连接， 输出端 接现场设备 ； 工控机为 PLC 的上位机， 对 PLC 的控制程序进行编程。
4、， 通过 PLC 对现场设备进 行控制， 所述现场设备包括步进电机驱动器和 / 或交流伺服电机驱动器和电机， 并通过电 机接现场传感器输入端。 2.按权利要求1所述一种真空设备运动定位控制系统， 其特征在于PLC采用CP系列的 小型机 CP1H。 3. 按权利要求 1 或 2 所述一种真空设备运动定位控制系统， 其特征在于 ： 所述现场传 感器为圆周运动的传感器用于检测电机位置状态的反馈信号， 包括检测位置的编码器、 接 近开关、 光电传感器。 4. 按权利要求 3 所述一种真空设备运动定位控制系统， 其特征在于 ： 所述检测位置的 编码器采用 PKD 或 PKT 系列编码器。 5. 利用权利。
5、要求 1 所述的一种真空设备运动定位控制系统的控制方法， 其特征在于包 括如下步骤 ： PLC 上电， 初始化系统参数 ； 读取传感器数据， 计算运动系统当前位置 ； 命令判断 ； 如果是移动到预定位置， 执行预定位置移动流程 ； 如果是移动到指定位置， 执行指定位置移动流程 ； 如果是修改当前位置， 执行修改位置流程。 6. 按权利要求 5 所述的一种真空设备运动定位控制系统的控制方法， 其特征在于执行 预定位置移动流程步骤如下 ： 计算出传感器预定位置 ； 启动电机运行 ； 计算当前位置 ； 判断传感器状态是否到达预定位置 ； 当传感器状态到达预定位置停止电机运行， 该流程结束， 返回到总。
6、流程读取传感器数 据步骤。 7. 按权利要求 6 所述的一种真空设备运动定位控制系统的控制方法， 其特征在于如传 感器状态没有到达预定位置， 返回到计算传感器当前位置步骤。 8. 按权利要求 5 所述的一种真空设备运动定位控制系统的控制方法， 其特征在于执行 指定位置移动流程步骤如下 ： 计算出传感器指定位置 ； 启动电机运行 ； 计算当前位置 ； 判断传感器状态是否到达指定位置 ； 当传感器状态到达指定位置后停止电机运行， 该流程结束， 返回到总流程读取传感器 数据步骤。 9. 按权利要求 8 所述的一种真空设备运动定位控制系统的控制方法， 其特征在于如传 权 利 要 求 书 CN 1031。
7、05826 A 2 2/2 页 3 感器状态没有到达指定位置， 返回到计算传感器当前位置步骤。 10. 按权利要求 5 所述的一种真空设备运动定位控制系统的控制方法， 其特征在于执 行修改位置流程步骤如下 ： 计算传感器修改位置数据 ； 修改传感器状态和当前位置， 返回到总流程读取传感器数据步骤。 权 利 要 求 书 CN 103105826 A 3 1/4 页 4 一种真空设备运动定位控制系统及控制方法 技术领域 0001 本发明属于真空设备定位技术领域， 特别是涉及一种真空设备运动定位控制系统 及控制方法。 技术背景 0002 真空镀膜设备在对样品进行镀膜过程中需要控制样品在真空室的位置，。
8、 为实现定 位控制硬件上通常采用 PC 机 + 运动控制卡， 或者采用 PLC 专用的定位模块实现， 软件上需 要单独编程进行处理。 这种方式软件编程结构复杂， 如果电机驱动控制器在远端， 则系统布 线工作量很大 ； 扩展性差， 如果需要增加运动控制器数量， 就需要对控制系统重新编程。 发明内容 0003 针对上述存在的技术问题， 本发明提供一种使用参数配置方式进行控制的真空设 备运动定位控制系统及控制方法， 仅需要修改参数， 就能实现运动控制功能的设置更改。 0004 为了实现上述发明目的， 本发明的技术方案如下 ： 0005 一种真空设备运动定位控制系统， 其特征在于包括 PLC、 工控机。
9、、 现场设备及传感 器 ； 其中， PLC 为主控部件， 其输入端接收现场传感器信号， 与工控机进行通讯连接， 输出端 接现场设备 ； 工控机为 PLC 的上位机， 对 PLC 的控制程序进行编程， 通过 PLC 对现场设备进 行控制， 所述现场设备包括步进电机驱动器和 / 或交流伺服电机驱动器和电机， 并通过电 机接现场传感器输入端。 0006 PLC 采用 CP 系列的小型机 CP1H。 0007 所述现场传感器为圆周运动的传感器用于检测电机位置状态的反馈信号， 包括检 测位置的编码器、 接近开关、 光电传感器。 0008 所述检测位置的编码器采用 PKD 或 PKT 系列编码器。 000。
10、9 一种真空设备运动定位控制系统的控制方法， 其特征在于包括如下步骤 ： 0010 PLC 上电， 初始化系统参数 ； 0011 读取传感器数据， 计算运动系统当前位置 ； 0012 命令判断 ； 0013 如果是移动到预定位置， 执行预定位置移动流程 ； 0014 如果是移动到指定位置， 执行指定位置移动流程 ； 0015 如果是修改当前位置， 执行修改位置流程。 0016 执行预定位置移动流程步骤如下 ： 0017 计算出传感器预定位置 ； 0018 启动电机运行 ； 0019 计算当前位置 ； 0020 判断传感器状态是否到达预定位置 ； 0021 当传感器状态到达预定位置停止电机运行，。
11、 该流程结束， 返回到总流程读取传感 说 明 书 CN 103105826 A 4 2/4 页 5 器数据步骤。 0022 如传感器状态没有到达预定位置， 返回到计算传感器当前位置步骤。 0023 执行指定位置移动流程步骤如下 ： 0024 计算出传感器指定位置 ； 0025 启动电机运行 ； 0026 计算当前位置 ； 0027 判断传感器状态是否到达指定位置 ； 0028 当传感器状态到达指定位置后停止电机运行， 该流程结束， 返回到总流程读取传 感器数据步骤。 0029 如传感器状态没有到达指定位置， 返回到计算传感器当前位置步骤。 0030 执行修改位置流程步骤如下 ： 0031 计算。
12、传感器修改位置数据 ； 0032 修改传感器状态和当前位置， 返回到总流程读取传感器数据步骤。 0033 本发明与现有技术相比有益效果如下 ： 0034 1、 本发明系统采用 PLC 作为主控部件， 方便维护和扩展， 既可以独立使用， 也可以 组成网络在主控 PLC 的控制下使用， 同时也方便与上位机的通讯。 0035 2、 本发明系统的控制方法 ： 采用参数配置方式和命令判断设计， 系统把各个动作 按照命令的形式进行处理， 这种方法可以简化设计， 使硬件设备配置参数易于修改， 根据现 场情况和工艺要求可以实现真空运动系统圆周定位。 附图说明 0036 图 1 为本发明系统框图 ； 0037 。
13、图 2 为本发明程序总流程图 ； 0038 图 3 为本发明预定位置移动流程图 ； 0039 图 4 为本发明指定位置移动流程图 ； 0040 图 5 为本发明位置修改流程图。 具体实施方式 0041 下面结合附图和实施方式对本发明方案作进一步详细说明。 0042 如图 1 所示， 为本发明系统框图。为本发明系统框图。本发明是一种真空设备运 动定位控制系统， 其特征在于包括 PLC、 工控机、 现场设备及传感器 ； 其中， PLC 为主控部件， 其输入端接收现场传感器信号， 与工控机进行通讯连接， 输出端接现场设备 ； 工控机为 PLC 的上位机， 对 PLC 的控制程序进行编程， 通过 PL。
14、C 对现场设备进行控制， 所述现场设备包括 步进电机驱动器和 / 或交流伺服电机驱动器和电机， 并通过电机接现场传感器输入端。 0043 本实施例中， PLC 使用欧姆龙公司的 CP 系列的小型高功能机型 CP1H。 0044 CP1H具有体积小、 速度快， 基本指令0.1us、 程序容量大为20K、 数据容量大为32K、 扩展性强， 可扩展 7 个模块 ； 运动处理能力强， 具有 4 轴脉冲输出， 最大为 100kHz ； 4 轴高速 计数， 最大为 1MHz ； 支持 USB、 串口和以太网通讯， 适合运动定位控制系统使用。 0045 所述传感器为圆周运动传感器用于检测电机位置的反馈信号，。
15、 它包括检测位置的 说 明 书 CN 103105826 A 5 3/4 页 6 编码器、 接近开关、 光电传感器。 0046 所述传感器的检测位置的编码器采用 PKT 或 PKD 系列编码器 ； 接近开关采用 FL7M 或 E2E ； 光电传感器采用 E3F3。 0047 所述编码器的分辨率经过 PLC 主控部件 4 倍频计数读取。 0048 所述现场设备的步进电机驱动器采用 Q3HB220M、 Q3HB64MA 或 MS3ST5/10-S、 交流 伺服电机驱动器采用 ASDA-B2、 ASDA-AB、 MINAS-A5 或 MINAS-A4。 0049 如图 2 所示， 为本发明程序总流程。
16、图。一种真空设备运动定位控制系统的控制方 法， 其特征在于包括如下步骤 ： 0050 PLC 上电， 初始化系统参数 ； 0051 读取传感器数据， 计算运动系统当前位置 ； 0052 命令判断 ； 0053 如果是移动到预定位置， 执行预定位置移动流程 ； 0054 如果是移动到指定位置， 执行指定位置移动流程 ； 0055 如果是修改当前位置， 执行修改位置流程。 0056 基于 CP1H 的程序控制过程进一步描述如下 ： 0057 PLC 上电， 初始化系统参数， 设置编码器分辨率、 电机初始速度、 电机转动分辨率、 预定位置坐标 ； 读取编码器的计数值， 根据计数值计算当前样品位置 ；。
17、 等待上位机控制命 令 ； 如果接收到移动到预定位置命令， 则进入预定位置移动流程， 计算编码器预定位置， 电 机开始转动， 样品向预定位置移动 ； 当编码器到达预定位置后停止电机转动， 即样品到达预 定位置， 返回到读取编码器的计数值步骤 ； 如果接收到移动到指定位置命令， 则进入指定位 置移动流程， 计算编码器指定位置， 电机开始转动， 样品向指定位置移动， 当编码器到达位 置后停止电机转动， 返回到读取编码器计数值程序步骤。 0058 如图 3 所示， 为本发明预定位置移动流程图。预定移动流程包括以下步骤 ： 0059 执行预定位置移动流程步骤如下 ： 0060 计算出传感器预定位置 ；。
18、 0061 启动电机运行 ； 0062 读取传感器数据， 计算传感器当前位置 ； 0063 判断传感器状态是否到达预定位置 ； 0064 当传感器状态到达预定位置后停止电机运行， 该流程结束， 返回到总流程读取传 感器数据步骤。 0065 如传感器状态没有到达预定位置， 返回到读取传感器数据， 计算传感器当前位置 步骤。 0066 如图 4 所示， 为本发明指定位置移动流程图 . 执行指定位置移动流程步骤如下 ： 0067 计算出传感器指定位置 ； 0068 启动电机运行 ； 0069 读取传感器数据， 计算传感器当前位置 ； 0070 判断传感器状态是否到达指定位置 ； 0071 当传感器状。
19、态到达指定位置后停止电机运行， 该流程结束， 返回到总流程读取传 感器数据步骤。 说 明 书 CN 103105826 A 6 4/4 页 7 0072 如传感器没有到达指定位置， 返回到读取传感器数据， 计算传感器当前位置步骤。 0073 如图 5 所示， 为本发明位置修改流程图。执行修改位置流程步骤如下 ： 0074 计算传感器修改位置数据 ； 0075 修改传感器状态和当前位置， 该流程结束， 返回到总流程读取传感器数据步骤。 0076 所述修改传感器状态和当前位置过程 ： 0077 当意外或错误操作造成实际位置与传感器反馈位置不同时， 需要对当前位置进行 修改。 修改时， 先根据实际位置计算出传感器理论反馈值， 再使用高速计数端口初始化指令 将理论反馈值写入到端口数据， 对端口进行重新设置， 使传感器反馈与实际位置相符。 说 明 书 CN 103105826 A 7 1/2 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103105826 A 8 2/2 页 9 图 3图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103105826 A 9 。