步进电机运行状态检测电路制造技术

本发明专利技术公开了步进电机运行状态检测电路

【技术实现步骤摘要】
步进电机运行状态检测电路、方法及步进电机的调度方法


[0001]本专利技术涉及电机控制
，具体涉及一种步进电机运行状态检测电路
、
方法及步进电机的调度方法
。

技术介绍

[0002]步进电机的应用对于测控行业十分广泛，为了系统的正常运行，对于步进电机的运行状态进行监控至关重要
。
有些步进电机应用中没有检测系统，因此无法精确得知电机正常运行状态，如果出现异常，会给电机的维修增加一定难度；又有些步进电机应用中采取霍尔传感器来采集流过电机的电流，但是对于电流数据采样可能存在毛刺信号现象，影响整个控制系统的稳定性
。
[0003]可以看出，如何对步进电机的运行状态进行实时且精确测量显得尤为重要
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种步进电机运行状态检测电路
、
方法及步进电机的调度方法，以此解决现有技术中步进电机工作中运行状态测量不准确的问题
。
[0005]根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种步进电机运行状态检测电路，包括：主控制器
、
电机驱动器
、
第一采样电阻
、
电流采样器以及数据存储器；所述主控制器的输出端与所述电机驱动器的输入端电性连接，所述主控制器用于向所述电机驱动器发送工作参数信号以及开关控制信号；所述电机驱动器与待检测电机的其中一路相线电性连接且该相线上串联有所述第一采样电阻，所述电机驱动器用于驱动待检测电机运行；所述电流采样器的采样端连接至所述第一采样电阻的两端且与所述主控制器电性连接，所述电流采样器用于获取所述第一采样电阻处产生的瞬时电压降以得到第一采样值，并将所述第一采样值发送给所述主控制器；所述主控制器基于所述第一采样值获取待检测电机的运行状态；所述数据存储器与所述主控制器电性连接，所述数据存储器用于存储所述主控制器获取到的所述第一采样值以及运行状态；所述运行状态包含正常状态以及故障状态，所述故障状态包括以下任意一项：空载
、
堵转以及相线开路
。
[0006]根据第二方面，本专利技术实施例中还提供了一种步进电机状态检测方法，该方法包括：通过所述主控制器向所述电机驱动器发送所述工作参数信号以及指示电机开始工作的所述开关控制信号，并利用所述电机驱动器驱使所述待检测电机运行；通过所述电流采样器获取所述第一采样电阻处的所述第一采样值；基于所述第一采样值，确定待检测电机的运行状态，并在判定所述运行状态指示待检测电机存在故障时，所述主控制器向所述电机驱动器发送指示电机停止工作的所述开关控制信号；
基于所述工作参数信号
、
所述第一采样值以及所述运行状态，预测待检测电机的负荷能力以及健康状态
。
[0007]结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，，所述基于所述工作参数信号
、
所述第一采样值以及所述运行状态，预测待检测电机的负荷能力以及健康状态，具体包括：存储待检测电机对应的所述工作参数信号
、
所述第一采样值以及所述运行状态，并建立待检测电机与所述工作参数信号
、
所述第一采样值以及所述运行状态之间的映射关系；基于所述映射关系，预测待检测电机未来执行任务时的负荷能力以及健康状态；判断运行状态为需要维修时，对待检测电机进行维修，并在维修完毕后，更新所述工作参数信号；获取待检测电机基于更新后的所述工作参数信号得到的更新后所述第一采样值以及更新后的所述运行状态，并根据更新后的所述工作参数信号
、
所述第一采样值以及所述运行状态，预测待检测电机的负荷能力以及健康状态，预测并更新待检测电机的负荷能力以及健康状态
。
[0008]根据第三方面，本专利技术实施例还提供了一种步进电机的调度方法，所述方法包括：根据上述所述的步进电机状态检测方法预测步进电机的负荷能力以及健康状态；确定步进电机的使用参数以及维修参数；所述使用参数包括型号
、
额定参数
、
作业环境以及作业环境对应的作业年限，所述维修参数包括维修次数
、
每次维修对应的故障原因以及维修方案；基于所述负荷能力
、
所述健康状态
、
所述使用参数以及所述维修参数，计算步进电机对应的工作能力，并基于工作能力确定能够参与每一预设任务类型的步进电机对应的优先度；所述预设任务类型具有至少一种，每一预设任务类型对应至少一个步进电机，步进电机能够参与至少一种预设任务类型；确定计划任务所要求的预定工作能力以及对应的所述预设任务类型，按照预设规则调度所述预设任务类型对应的所述步进电机执行计划任务；参与执行所述计划任务的步进电机总的工作能力超过所述预定工作能力
。
[0009]结合第三方面，在第三方面第一实施方式中，所述确定计划任务所要求的预定工作能力以及对应的所述预设任务类型，按照预设规则调度所述预设任务类型对应的所述步进电机执行计划任务，具体包括：确定所述计划任务对应的所述预设任务类型，并基于所述预设任务类型确定待调度的步进电机；获取所述计划任务的工作流信息，按照工作流信息将所述计划任务拆分成至少一个任务节点，并确定每个所述任务节点对应的节点工作能力；所述预定工作能力由所述计划任务所包含的所有所述任务节点对应的所述节点工作能力累加得到，所述节点工作能力包括所述任务节点所需要的步进电机的数量
、
节点作业环境以及节点作业功率；基于所述节点工作能力，从待调度的步进电机中选取满足任务节点的步进电机作为预备电机；按照优先度对所述预备电机进行排序，按照所述排序选取优先度最高的对应数量的预备电机作为作业电机；
当作业电机存在异常时，基于预设替换方案，按照所述排序选取优先度最高的对应数量的预备电机替换作业电机
。
[0010]结合第三方面第一实施方式，在第三方面第二实施方式中，所述预设替换方案为一对一替换或多对多替换
。
[0011]根据第四方面，本专利技术实施例还提供了一种步进电机状态检测装置，该装置包括：第一检测模块，用于通过所述主控制器向所述电机驱动器发送所述工作参数信号以及指示电机开始工作的所述开关控制信号，并利用所述电机驱动器驱使所述待检测电机运行；第二检测模块，用于通过所述电流采样器获取所述第一采样电阻处的所述第一采样值；第三检测模块，用于基于所述第一采样值，确定待检测电机的运行状态，并在判定所述运行状态指示待检测电机存在故障时，所述主控制器向所述电机驱动器发送指示电机停止工作的所述开关控制信号；第四检测模块，用于基于所述工作参数信号
、
所述第一采样值以及所述运行状态，预测待检测电机的负荷能力以及健康状态
。
[0012]根据第五方面，本专利技术实施例还提供了一种步进电机的调度装置，所述装置包括：第一调度模块，用于根据权利要求7所述的步进电机状态检测装置预测步进电机的负荷能力以及健康状态；第二调度模块，用于确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种步进电机运行状态检测电路，其特征在于，包括：主控制器
、
电机驱动器
、
第一采样电阻
、
电流采样器以及数据存储器；所述主控制器的输出端与所述电机驱动器的输入端电性连接，所述主控制器用于向所述电机驱动器发送工作参数信号以及开关控制信号；所述电机驱动器与待检测电机的其中一路相线电性连接且该相线上串联有所述第一采样电阻，所述电机驱动器用于驱动待检测电机运行；所述电流采样器的采样端连接至所述第一采样电阻的两端且与所述主控制器电性连接，所述电流采样器用于获取所述第一采样电阻处产生的瞬时电压降以得到第一采样值，并将所述第一采样值发送给所述主控制器；所述主控制器基于所述第一采样值获取待检测电机的运行状态；所述数据存储器与所述主控制器电性连接，所述数据存储器用于存储所述主控制器获取到的所述第一采样值以及运行状态；所述运行状态包含正常状态以及故障状态，所述故障状态包括以下任意一项：空载
、
堵转以及相线开路
。2.
一种基于权利要求1所述的步进电机运行状态检测电路所述实现的步进电机状态检测方法，其特征在于，该方法包括：通过所述主控制器向所述电机驱动器发送所述工作参数信号以及指示电机开始工作的所述开关控制信号，并利用所述电机驱动器驱使所述待检测电机运行；通过所述电流采样器获取所述第一采样电阻处的所述第一采样值；基于所述第一采样值，确定待检测电机的运行状态，并在判定所述运行状态指示待检测电机存在故障时，所述主控制器向所述电机驱动器发送指示电机停止工作的所述开关控制信号；基于所述工作参数信号
、
所述第一采样值以及所述运行状态，预测待检测电机的负荷能力以及健康状态
。3.
根据权利要求2所述的步进电机状态检测方法，其特征在于，所述基于所述工作参数信号
、
所述第一采样值以及所述运行状态，预测待检测电机的负荷能力以及健康状态，具体包括：存储待检测电机对应的所述工作参数信号
、
所述第一采样值以及所述运行状态，并建立待检测电机与所述工作参数信号
、
所述第一采样值以及所述运行状态之间的映射关系；基于所述映射关系，预测待检测电机未来执行任务时的负荷能力以及健康状态；判断运行状态为需要维修时，对待检测电机进行维修，并在维修完毕后，更新所述工作参数信号；获取待检测电机基于更新后的所述工作参数信号得到的更新后所述第一采样值以及更新后的所述运行状态，并根据更新后的所述工作参数信号
、
所述第一采样值以及所述运行状态，预测待检测电机的负荷能力以及健康状态，预测并更新待检测电机的负荷能力以及健康状态
。4.
一种步进电机的调度方法，其特征在于，所述方法包括：根据权利要求2或者3所述的步进电机状态检测方法预测步进电机的负荷能力以及健康状态；确定步进电机的使用参数以及维修参数；所述使用参数包括型号
、
额定参数
、
作业环境
以及作业环境对应的作业年限，所述维修参数包括维修次数
、
每次维修对应的故障原因以及维修方案；基于所述负荷能力
、
所述健康状态
、
所述使用参数以及所述维修参数，计算步进电机对应的工作能力，并基于工作能力确定能够参与每一预设任务类型的步进电机对应的优先度；所述预设任务类型具有至少一种，每一预设任务类型对应至少一个步进电机，步进电机能够参与至少一种预设任务类型；确定计划任务所要求的预定工作能力以及对应的所述预设任务类型，按照预设规则调度所述预设任务类型对应的所述步进电机执行计划任务；参与执行所述计划任务的步进电机总的工...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱海燕，陈立元，
申请(专利权)人：杭州至千哩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：