运动控制卡配置方法、计算机设备、运动控制方法及系统与流程

1.本发明涉及软件技术，更具体地说，它涉及一种运运动控制卡配置方法、计算机设备、运动控制方法及系统。


背景技术：

2.运动控制卡是一种基于pc或工业pc，用于各种运动场合进行自动控制的控制单元，其基于pc总线，利用高性能微处理器(如dsp)及大规模可编程器件，实现诸如位移、速度、加速度等运动参数的连续控制。运动控制卡与pc机一起构成控制系统，常用于控制各类自动化设备，如控制自动化设备中的各种电机马达及i/o器件等。
3.终端用户在使用运动控制卡构建控制系统时，基于实际的控制需求，需要使用运动控制卡制造商提供的api(application programming interface)函数进行二次编码开发。一方面，各运动控制卡制造商提供的api函数，虽然功能上类似，但使用风格上存在较大差异，终端用户学习难度大，技术门槛高。另一方面，在自动化行业中，设备种类繁多，其动作时序各不相同，这两方面因素导致，终端用户在开发基于运动控制卡的控制系统时，需要定制化的软件开发，即需要专业的软件开发人员和设备调试人员进行专门的定制式开发，系统开发和调试周期长，人力成本耗费高，极大地限制了客户的选择和使用。
4.有鉴于此，本发明的发明人为了解决上述问题，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本发明。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种运动控制卡配置方法，具有配置方式简单、门槛低、效率高的优点。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
7.一种运动控制卡配置方法，包括
8.向用户呈现图形化的运动控制系统参与要素；
9.获取承载用户控制意图的执行逻辑式，所述执行逻辑式包含以与所述控制意图相对应的逻辑顺序进行排列构成控制规则的所述参与要素；
10.编译所述执行逻辑式生成配置文件，所述配置文件用于在被加载后实现：在输入信号满足任一所述控制规则包含的输入条件时，向所述控制规则指向的目标执行设备发送所述控制规则包含的控制指令。
11.采用上述技术方案，以图形化的方式向用户呈现控制系统的参与要素，方便用户直接直观形象的了解，用户利用看到的参与要素，将自己的控制意图按照特定的逻辑顺序排序，形成若干条反映控制意图的控制规则，而控制规则的整体则构成执行逻辑式，之后执行逻辑式被编译生成配置文件，配置文件加载后，即将运动控制卡配置为在输入信号满足所设定的输入条件时，向控制意图中包含的目标执行设备发送控制指令，从而无需专业的程序编程人员进行长时间的代码编写，配置方式简单，大大提高配置效率。
12.进一步，所述参与要素包括
13.输入信号要素，与运动控制卡的各输入端口相匹配；
14.逻辑运算要素，用于描述输入到输出的映射规则以及控制动作执行的先后关系；
15.输出信号要素，与运动控制卡的各输出端口相匹配。
16.进一步，所述执行逻辑式包括若干在输入信号满足输入条件时，与所述输入条件相匹配的输出端口输出相对应控制指令的控制规则。
17.针对现有技术存在的不足，本发明的第二目的在于提供一种运动控制方法，具有运动控制动作配置方式简单、门槛低、效率高的优点。
18.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
19.一种运动控制方法，基于安装运动控制卡的计算机设备，
20.加载利用如上任一技术方案所述运动控制卡配置方法生成的配置文件；
21.解析所述配置文件，创建用于在输入信号满足输入条件时向目标执行设备发送控制指令的执行逻辑映射器，并启动对输入信号的监测；
22.监测到输入信号满足任一输入条件时，执行逻辑映射器向与所满足的输入条件相匹配的输出端口发送与所满足的输入条件相匹配的控制指令。
23.进一步，所述执行逻辑映射器包括
24.输入条件表，包括各个控制规则中包含的需要满足的输入条件；
25.指令时序库，包含控制指令以及各控制指令执行的先后顺序，所述控制指令用于向目标输出端口发送启动既定执行动作的输出信号，
26.映射关系表，包含各个输入条件与特定控制指令的映射关系。
27.进一步，所述执行逻辑映射器工作时，包括
28.比对当前输入信号与输入条件表，确定输入信号是否满足输入条件；
29.在当前输入信号满足输入条件时，查询映射关系表，调用与所满足的输入条件相匹配的控制指令；
30.查询指令时序库，以指令时序库中规定的顺序执行所述相匹配的控制指令。
31.进一步，执行逻辑映射器执行所述控制指令时，包括
32.将所述相匹配的控制指令映射至指令执行器；
33.所述指令执行器接收到控制指令，调用与所述控制指令相对应的api函数。
34.针对现有技术存在的不足，本发明的第三目的在于提供一种存储介质，其存储的计算机程序运行后，具有对运动控制动作的配置方式简单、门槛低、效率高的优点。
35.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
36.一种存储介质，其存储有用于实现如上技术方案所述运动控制卡配置方法的计算机程序。
37.针对现有技术存在的不足，本发明的第四目的在于提供一种计算机设备，具有运动控制动作配置方式简单、门槛低，运动控制调试周期短、效率高的优点。
38.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
39.一种计算机设备，包括存储器与处理器，所述存储器存储有指令集供所述处理器调用以实现如上技术方案所述的运动控制方法。
40.针对现有技术存在的不足，本发明的第五目的在于提供一种运动控制系统，具有
运动控制动作配置方式简单、门槛低，运动控制调试周期短、效率高的优点。
41.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
42.一种运动控制系统，包括如上技术方案所述的计算机设备，以及安装于所述计算机设备的运动控制卡。
43.综上所述，本发明具有以下有益效果：
44.1.以图形化的方式向用户呈现控制系统的参与要素，方便用户直接直观形象的了解，用户利用看到的参与要素，将自己的控制意图按照特定的逻辑顺序排序，形成若干条反映控制意图的控制规则和执行逻辑式，简单方便的将控制意图转化为图形语言；
45.2.执行逻辑式被编译生成配置文件，配置文件加载后，即将运动控制卡配置为在输入信号满足所设定的输入条件时，向控制意图中包含的目标执行设备发送控制指令，从而无需专业的程序编程人员进行长时间的代码编写，配置方式简单，大大提高配置效率。
附图说明
46.图1为本发明中运动控制卡配置方法的流程示意图；
47.图2为本发明中控制系统参与要素及控制规则的流程示意图；
48.图3为本发明中运动控制方法的流程示意图；
49.图4为本发明中执行逻辑映射器的工作流程图；
50.图5为本发明中执行逻辑映射器的原理图；
51.图6为本发明中执行逻辑映射器执行控制指令的流程示意图；
52.图7为本发明中计算机设备的原理框图；
53.图8为本发明中运动控制系统的原理示意图。
具体实施方式
54.下面结合附图及实施例，对本发明进行详细描述。
55.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
56.实施例1
57.一种运动控制卡配置方法，用于安装于计算机设备上的运动控制卡，实现对运动控制卡所实现的控制动作的配置，参照图1，包括以下流程：
58.步骤s101：向用户呈现图形化的运动控制系统参与要素。
59.步骤s102：获取承载用户控制意图的执行逻辑式，执行逻辑式包含以与控制意图相对应的逻辑顺序进行排列构成控制规则的参与要素。
60.步骤s103：编译执行逻辑式生成配置文件，配置文件用于在被加载后实现：在输入信号满足任一控制规则包含的输入条件时，向控制规则指向的目标执行设备发送控制规则包含的控制指令。
61.在步骤s101中，将运动控制系统中的参与要素以图形化的方式进行呈现，即用形象易懂的简单图形来向用户展示控制要素，方便使用者直观的了解控制系统的参与要素，并对参与要素进行后续的操作。例如图2中所示，为各个控制系统部分参与要素进行图形化
的一种表示方式，应当知道，在其他实施例中，还可以为其他表示方式。
62.具体的，运动控制系统参与要素包括输入信号要素、逻辑运算要素、输出信号要素。应当了解，输入信号要素与运动控制卡的各输入端口相匹配，即每个输入端口接收独立的输入信号，对应唯一的输入信号要素。
63.进一步，输入信号要素包括输入至控制系统的数字输入di信号和外部事件信号，例如数字输图2中所示的数字输入di信号di0，即可理解为运动控制系统中接入的传感器或开关类器件传回的输入信号。而外部事件信号即为运动控制系统与外部系统进行信息交互时，外部系统对数据处理后传回至控制系统的信号，即启动与控制系统事先定义的控制动作的开启信号。例如，在一个控制规则中，需要在视觉识别系统成功识别图形后进行下一动作，此时由视觉识别系统输入至控制系统的即为外部事件信号。
64.逻辑运算要素，用于描述输入到输出的映射规则以及控制动作执行的先后关系，其中控制动作包括运动动作和数字输出动作。以图2中示意的一条控制规则举例，当di0口输入高电平时，ax2轴始动作至123位置，之后do3口输出高电平信号，结束。例如，这条控制规则中的参与要素“映射”，描述的则是从di0输入关联至ax2输出和do3输出的映射关系，而参与要素“串行执行”则描述了在ax2轴动作至123位置之后再开始进行下一控制动作，这样的执行顺序关系。
65.输出信号要素，与运动控制卡的各输出端口相匹配，即每个输出端口输出独立的输出信号，对应唯一的输出信号要素。
66.其中，输出信号要素包括轴动作要素以及数字输出do信号，具体的，同样以图2进行举例，“ax2”是轴动作要素，“do3”属于数字输出do信号。对应的，输出端口包括轴输出端口和数字输出端口。
67.此外，应当了解，向用户呈现运动控制系统参与要素的方式，可以通过屏幕显示的方式，也可以操作面板的方式等。
68.在步骤s102中，承载用户控制意图的执行逻辑式指的是，用户基于控制需求实施的一些列控制动作的集合，具体的，执行逻辑式包含若干条类似于图2中所示的控制规则，控制规则，亦即输入信号满足特定输入条件，相匹配的输出端口输出相应的控制指令，这种映射规则。而每条控制规则都是通过参与要素按照与控制意图相对应的逻辑顺序排列构成，即不同的控制规则取决于所组成的参与要素以及参与要素的排列顺序的不同。
69.此外，获取执行逻辑式具体指的是，用户通过交互终端按照逻辑规则逐个向计算机设备输入表达控制意图的参与要素。
70.具体以如下控制意图示例。“当产品到达指定位置后，将产品顶升20mm，然后触发相机对其取图拍照”。用特定类型感应器来探测产品是否到位，当产品到位后，感应器将产生高电位信号，并输入至控制系统指定di口；此时控制卡指定轴将运动到指定位置(将产品顶升20mm)，然后在指定do口输出指定宽度的高电位脉冲(触发相机)。
71.而上述的控制意图，只需按照逻辑规则逐个向计算机设备录入如图2中的参与要素构成一条控制规则，进而构成完整执行逻辑式即可。
72.在步骤s103中，将执行逻辑式进行编译，生成与之对应的配置文件，本实施例中基于可扩展标记语言xml，其他实施例中还可以为其他语言。配置文件保存后等待系统启用，而在系统启动加载后，实现在输入信号满足任一控制规则包含的输入条件时，向控制规则
指向的目标执行设备发送控制规则包含的控制指令。
73.实施例2
74.一种运动控制方法，基于安装运动控制卡的计算机设备，参照图3，包括以下流程：
75.步骤s201：加载利用实施例1中运动控制卡配置方法生成的配置文件。
76.步骤s202：解析所述配置文件，创建用于在输入信号满足输入条件时向目标执行设备发送控制指令的执行逻辑映射器，并启动对输入信号的监测。
77.步骤s203：监测到输入信号满足任一输入条件时，执行逻辑映射器向与所满足的输入条件相匹配的输出端口发送与所满足的输入条件相匹配的控制指令。
78.在步骤s201中，在进行运动控制时，启动利用实施例1中运动控制卡配置方法得到的配置文件，加载完成后进入步骤s202。
79.在步骤s202中，首先对配置文件进行解析，之后基于解析获得的信息和参数，创建执行逻辑映射器，执行逻辑映射器用于在输入信号满足输入条件时向目标执行设备发送控制指令。
80.具体的，参照图4，执行逻辑映射器包括输入条件表、指令时序库、映射关系表，其中，输入条件表为各个控制规则中包含的需要满足的输入条件的集合，用于比对输入信号是否满足映射执行特定控制动作的对应条件。
81.指令时序库包含控制指令以及各控制指令执行的先后顺序，其中控制指令用于向目标输出端口发送启动既定执行动作的输出信号，控制指令执行的先后顺序用于调配各个控制指令在进行执行时的先后顺序。
82.映射关系表，包含各个输入条件与特定控制指令的映射关系，以图2所示控制规则举例，映射关系表应包含：将“di0口输入高电平”的输入条件，与控制指令“ax2轴开始动作至123位置，之后do3口输出高电平信号”相关联的映射关系。
83.应当知道，满足输入条件的情况包括一个输入信号单独满足即可，或多个输入信号需要同时满足的情况。
84.此外，执行逻辑映射器还包括指令执行器，指令执行器的实质是运动控制卡api函数的调用器。
85.进一步，参照图5，执行逻辑映射器工作时，包括
86.步骤s301：比对当前输入信号与输入条件表，确定输入信号是否满足输入条件。
87.步骤s302：在当前输入信号满足输入条件时，查询映射关系表，调用与所满足的输入条件相匹配的控制指令。
88.步骤s303：查询指令时序库，以指令时序库中规定的顺序执行所述相匹配的控制指令。
89.进一步，参照图6，执行逻辑映射器执行控制指令时，包括
90.步骤s401：将所述相匹配的控制指令映射至指令执行器。
91.步骤s402：指令执行器接收到控制指令，调用与所述控制指令相对应的api函数。
92.实施例3
93.一种存储介质，存储有用于实现如实施例1中运动控制卡配置方法的计算机程序。
94.实施例4
95.一种计算机设备，参照图7，包括处理器与存储器，存储器存储有指令集供处理器
调用以实现实施例2所述运动控制方法的功能。
96.实施例5
97.一种运动控制系统，参照图8，包括如实施例4中的计算机设备，以及安装于计算机设备的运动控制卡，运动控制卡连接有di信号输入设备、外部事件信号输入设备、do信号控制设备、轴信号控制设备。
98.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。