基于PCI-1240運動控制系統(tǒng)

摘要 以工控PC機為核心，應用運動控制卡PCI-1240，設計了一種運動控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用Microsoft Visual Basic編寫人機界面，調(diào)用控制卡中的運動函數(shù)庫，產(chǎn)生脈沖和方向信號控制電機轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，從而在開環(huán)狀態(tài)下實現(xiàn)對步進電機的控制。該系統(tǒng)在生產(chǎn)實際中得到檢驗，應用在大型編織機計算控制系統(tǒng)中，成本低、控制精確、適應性好，取得了顯著的效果。
關(guān)鍵詞 運動控制卡；運動控制系統(tǒng)；步進電機；PCI-1240

隨著PC(Personal Computer)的發(fā)展和普及，采用“PC+運動控制卡”作為上位控制，將是運動控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。該方案可以利用計算機資源，用于運動過程、運動軌跡等比較復雜且柔性較強的機器和設備。運動控制卡是基于PC機各種總線的步進電機或數(shù)字式伺服電機的上位控制單元，總線形式多種多樣，通常采用ISA總線和PCI總線。但由于計算機主板的更新?lián)Q代，ISA插槽越來越少，PCI總線的運動控制卡逐漸發(fā)展成為目前運動控制系統(tǒng)的主流。包括工業(yè)電腦平臺、運動控制卡和應用軟件，通過插入各種功能卡和編寫軟件，形成功能強大且易于操作的運動控制系統(tǒng)。運動控制卡以PCI插卡的形式嵌入PC機中，將PC機的信息處理能力與運動控制能力有機結(jié)合，具有開放性程度高、信息處理能力強、實時調(diào)整優(yōu)點突出、運動控制軌跡準確以及通用性好的優(yōu)點，與傳統(tǒng)單片機運動控制系統(tǒng)以及PLC專業(yè)運動控制系統(tǒng)等上位控制方案相比，具有一定的優(yōu)勢。
“工控PC機+運動控制卡”是一種用于PCI運動控制的經(jīng)濟型解決方案。以PC機為主控制器，運動控制卡作為從機，通過自定義的命令通信協(xié)議，實現(xiàn)位置與速度的精確控制。工控PC機負責人機交互界面的管理、控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控；運動控制卡完成運動控制的所有細節(jié)。通過調(diào)用PCI-1240的高級DLL驅(qū)動程序，較容易鏈接到VC++，Visual Basic或BCB，實現(xiàn)對運動函數(shù)庫的二次開發(fā)。

1 系統(tǒng)組成及硬件介紹
系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，運動控制卡采用PCI-1240，負責與上位機通訊，與PC機構(gòu)成主從模式。這樣，PC機可以專注于人機界面、實時監(jiān)控和發(fā)送指令等系統(tǒng)管理工作，而運動控制卡負責處理運動控制的所有細節(jié)，如升降速計算、行程控制、多軸插補等，無需占用PC機資源。

比較后得Y。以差分傳輸方式傳送可以有效地消除共模干擾，確保信號的正常傳輸。

在聯(lián)接過程中，特別要注意的是導線的選擇，這對于整個系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、抗干擾能力以及信號的傳輸有較大影響。系統(tǒng)中選用PCL-10251高訊／雜比PCI-1240卡專用隔離信號線纜，可確保信號質(zhì)量，提供良好的信號。同時，還應注意信號線必須遠離動力電源線、大電動機、斷路器、電焊機等大的電磁源以及視頻監(jiān)視器等，因為它們可能造成較強的電磁干擾，嚴重影響數(shù)據(jù)擷取系統(tǒng)。如果信號線穿過此類區(qū)域，必須單獨隔離，采用屏蔽雙絞線作為輸入信號線，并且屏蔽雙絞線的隔離層只能一端接地。