[发明专利]电气集成式控制器

说明书

本发明提供一种电气集成式控制器，包括：FPGA集成电路板，集成于所述FPGA集成电路板上的：总线通信电路，用于与外部控制设备进行通信；多路开关量输入电路，用于读取各开关量输出设备的开关量输入状态；多路开关量输出电路，用于向各开关量输入设备输入开关量以控制各所述开关量输入设备；多路光耦二次侧输出回路电路，用于与向各信号回路设备输出回路信号以控制各所述信号回路设备的状态；驱动电路，用于与多个被驱动设备相连，用于驱动各所述被驱动设备运行；供电电路，包括为FPGA集成电路板供电的独立供电电路和为上述各电路供电的多个供电子电路。本发明具有高电气集成化的、高可靠性的、高维护性的、低成本的优势。

技术领域

本发明涉及工业控制及自动化领域，特别是涉及数控机床及其自动化技术领域，具体为一种电气集成式控制器。

背景技术

CNC机床和自动机加工机床的功能实现需要依靠完善可靠的电气自动化设备予以担当。目前行业内广泛采用：PLC控制器+离散机电动作装置(如继电器，接触器等等)+离散硬线连接的方式来构成相关的电气自动化功能电路，但是在规模化的应用当中，如此的传统方案存在如下的问题难以解决：

1)传统电气方案采用离散的动作装置以及硬线连接，主要依靠现场人工布线和手工安装，无法通过自动化生产和检测的手段保障现场人工作业的完好性，实际当中，存在着相当数量的硬线接错，野蛮施工以及最终产成品电气性能无法完全一致等等问题，容易导致事倍功半。

2)采用传统的电气方案在规模化生产时，需要大量人力执行手工作业；调试开通过程占用的工时也比较长，未经过严密培训的工人往往无法担当。这在劳动力成本高企的当下，会给企业带来更多的负担。

3)在市场售后端，采用传统电气方案的机床设备意味着有大规模的电气元件和相关连接线需要现场检修维护，其难度和人力开销可想而知。

4)随着控制技术的发展和工业4.0等更高层次的技术发展需要，机床电气系统需要采集更多的现场参数，信号，状态……同时执行更多精细的动作和控制规律，这些工作采用传统的电气方案越来越难以实现，原本已经复杂凌乱的现场情况将更加恶化。

本领域技术人员正在寻求一种方案去解决以上问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电气集成式控制器，用于解决现有技术中对CNC机床和自动机加工机床的控制自动化程度低、维护和控制难度大问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电气集成式控制器，包括：FPGA集成电路板，集成于所述FPGA集成电路板上的：总线通信电路，用于与外部控制设备进行通信；驱动电路，用于与多个被驱动设备相连，用于驱动各所述被驱动设备运行；供电电路，包括为所述FPGA集成电路板供电的独立供电电路和为上述各电路供电的多个供电子电路。

于本发明的一实施例中，所述总线通信电路包括：设于所述FPGA集成电路板的处理器中用于与所述外部控制设备进行通信的通信IP软核、设于所述FPGA集成电路板上且与所述通信IP软核相连的通信输入接口、通信输出接口以及连接于所述通信输入接口、所述通信输出接口与所述外部控制设备之间的通信电路。

于本发明的一实施例中，所述通信电路包括：通信物理层芯片，与所述FPGA集成电路板上的所述通信输入接口和所述通信输出接口相连；网络变压器，与所述通信物理层芯片相连，用于对所述通信物理层芯片的通信信号进行隔离和转换；通信接口，与所述网络变压器和所述外部控制设备相连，用于与所述外部控制设备进行通信。