基于PCI-1240運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

摘要 以工控PC機(jī)為核心，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)控制卡PCI-1240，設(shè)計(jì)了一種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用Microsoft Visual Basic編寫人機(jī)界面，調(diào)用控制卡中的運(yùn)動(dòng)函數(shù)庫，產(chǎn)生脈沖和方向信號(hào)控制電機(jī)轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，從而在開環(huán)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的控制。該系統(tǒng)在生產(chǎn)實(shí)際中得到檢驗(yàn)，應(yīng)用在大型編織機(jī)計(jì)算控制系統(tǒng)中，成本低、控制精確、適應(yīng)性好，取得了顯著的效果。
關(guān)鍵詞 運(yùn)動(dòng)控制卡；運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)；步進(jìn)電機(jī)；PCI-1240

隨著PC(Personal Computer)的發(fā)展和普及，采用“PC+運(yùn)動(dòng)控制卡”作為上位控制，將是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。該方案可以利用計(jì)算機(jī)資源，用于運(yùn)動(dòng)過程、運(yùn)動(dòng)軌跡等比較復(fù)雜且柔性較強(qiáng)的機(jī)器和設(shè)備。運(yùn)動(dòng)控制卡是基于PC機(jī)各種總線的步進(jìn)電機(jī)或數(shù)字式伺服電機(jī)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(jì)算機(jī)主板的更新?lián)Q代，ISA插槽越來越少，PCI總線的運(yùn)動(dòng)控制卡逐漸發(fā)展成為目前運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的主流。包括工業(yè)電腦平臺(tái)、運(yùn)動(dòng)控制卡和應(yīng)用軟件，通過插入各種功能卡和編寫軟件，形成功能強(qiáng)大且易于操作的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)控制卡以PCI插卡的形式嵌入PC機(jī)中，將PC機(jī)的信息處理能力與運(yùn)動(dòng)控制能力有機(jī)結(jié)合，具有開放性程度高、信息處理能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)調(diào)整優(yōu)點(diǎn)突出、運(yùn)動(dòng)控制軌跡準(zhǔn)確以及通用性好的優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)單片機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)以及PLC專業(yè)運(yùn)動(dòng)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(jī)+運(yùn)動(dòng)控制卡”是一種用于PCI運(yùn)動(dòng)控制的經(jīng)濟(jì)型解決方案。以PC機(jī)為主控制器，運(yùn)動(dòng)控制卡作為從機(jī)，通過自定義的命令通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)位置與速度的精確控制。工控PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理、控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控；運(yùn)動(dòng)控制卡完成運(yùn)動(dòng)控制的所有細(xì)節(jié)。通過調(diào)用PCI-1240的高級(jí)DLL驅(qū)動(dòng)程序，較容易鏈接到VC++，Visual Basic或BCB，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)控制卡采用PCI-1240，負(fù)責(zé)與上位機(jī)通訊，與PC機(jī)構(gòu)成主從模式。這樣，PC機(jī)可以專注于人機(jī)界面、實(shí)時(shí)監(jiān)控和發(fā)送指令等系統(tǒng)管理工作，而運(yùn)動(dòng)控制卡負(fù)責(zé)處理運(yùn)動(dòng)控制的所有細(xì)節(jié)，如升降速計(jì)算、行程控制、多軸插補(bǔ)等，無需占用PC機(jī)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(hào)的正常傳輸。

在聯(lián)接過程中，特別要注意的是導(dǎo)線的選擇，這對于整個(gè)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、抗干擾能力以及信號(hào)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(hào)線纜，可確保信號(hào)質(zhì)量，提供良好的信號(hào)。同時(shí)，還應(yīng)注意信號(hào)線必須遠(yuǎn)離動(dòng)力電源線、大電動(dòng)機(jī)、斷路器、電焊機(jī)等大的電磁源以及視頻監(jiān)視器等，因?yàn)樗鼈兛赡茉斐奢^強(qiáng)的電磁干擾，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)擷取系統(tǒng)。如果信號(hào)線穿過此類區(qū)域，必須單獨(dú)隔離，采用屏蔽雙絞線作為輸入信號(hào)線，并且屏蔽雙絞線的隔離層只能一端接地。