基于工業(yè)以太網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

圖1 交/直流調(diào)速系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)框圖

圖2 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)物圖

　　圖2為假設(shè)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)物連接圖，遠(yuǎn)程控制技術(shù)比其它形式的網(wǎng)絡(luò)更快、更有效，尤其在需要使用被控端計(jì)算機(jī)上的軟件程序時(shí)更為突出。當(dāng)在遠(yuǎn)程會(huì)話過程中運(yùn)行軟件程序時(shí)，實(shí)際的進(jìn)程是在被控端計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的。只有輸入和輸出信息（如鍵盤、鼠標(biāo)和屏幕信息）在控制端（主機(jī)）和被控端（從機(jī)）計(jì)算機(jī)間進(jìn)行交換。

　　遠(yuǎn)程的web用戶發(fā)出控制指令和設(shè)置參數(shù)給本地的被控制系統(tǒng)，本地的控制系統(tǒng)執(zhí)行該指令，并將執(zhí)行情況返回給web用戶。客戶端只需安裝通用的瀏覽器，用戶在客戶端通過瀏覽器，向伺服系統(tǒng)的web服務(wù)器提出控制請(qǐng)求。web服務(wù)器對(duì)用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證，并根據(jù)用戶的請(qǐng)求，執(zhí)行相應(yīng)cgi(common gateway interface)或asp(active server page)擴(kuò)展程序與伺服系統(tǒng)的控制計(jì)算機(jī)通信，伺服系統(tǒng)執(zhí)行命令，并把運(yùn)行過程和結(jié)果提交給web服務(wù)器。web服務(wù)器利用http協(xié)議把運(yùn)行結(jié)果通過主頁(yè)形式返回給客戶端?？刂朴?jì)算機(jī)還可以把運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)和結(jié)果存入web服務(wù)器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，以便用戶查詢。

4 網(wǎng)絡(luò)伺服系統(tǒng)的硬件線路介紹

　　南工大網(wǎng)絡(luò)化伺服實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件連接線路如圖3所示，該系統(tǒng)的硬件要求：

　　工業(yè)pc機(jī)(pentium 4)、雙絞線回路、匹配電阻(120歐姆數(shù)量2)、伺服驅(qū)動(dòng)器bassoon(數(shù)量4)、伺服電動(dòng)機(jī)(數(shù)量4)、二軸工作臺(tái)(數(shù)量2)、運(yùn)動(dòng)控制器(maestro 數(shù)量3)、交換機(jī)一臺(tái)、工業(yè)觸摸屏(pws6600c-s)、24v電源一個(gè)、交流接觸器一個(gè)、交流濾波器一個(gè)、控制柜一個(gè)。其中，非熔絲斷路器用來保護(hù)電源線，過電流時(shí)切斷電路；噪聲濾波器起防止外部雜波進(jìn)入電源線的作用，并且可以減輕電機(jī)產(chǎn)生的雜波對(duì)外界的干擾；磁力接觸器的作用是接通/斷開電機(jī)的主電源；電抗器是為了減少主電源中的諧波。

圖3 硬件線路連接圖

　　bassoon內(nèi)部電子原器件需要24v電源驅(qū)動(dòng)，同時(shí)散熱風(fēng)扇也需要一個(gè)24v直流電源供電，因此本系統(tǒng)采用了一個(gè)24v開關(guān)電源。bassoo交流伺服驅(qū)動(dòng)器，經(jīng)過pwm逆變后輸出三相uvw驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

　　由圖3的硬件線路圖可知，上位pc機(jī)通過以太網(wǎng)和運(yùn)動(dòng)控制單元maestro相連，maestro的can接口與下面的具有can接口(j8、j9)的伺服驅(qū)動(dòng)用相雙絞線連接，構(gòu)成多軸分布式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。由于雙絞線有所謂近端串?dāng)_，即在發(fā)送線對(duì)和接受線對(duì)之間存在電磁耦合干擾，因此需要在兩端各加一個(gè)120ω的終值電阻。

5 結(jié)束語(yǔ)

　　ethernet是當(dāng)前流行的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，但它僅定義了網(wǎng)絡(luò)的物理層，在多年前己放棄了為運(yùn)動(dòng)控制接口建立標(biāo)準(zhǔn)的多供應(yīng)商協(xié)議。同時(shí)以太網(wǎng)采用的是異步通訊機(jī)制，如果要將它用于運(yùn)動(dòng)控制必須增加光交換器，其成本將提高的很多。本文提出的以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合的方案是目前網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的主選方式[5]。現(xiàn)場(chǎng)總線可以很好地滿足控制系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)響應(yīng)的較高要求，同時(shí)使現(xiàn)場(chǎng)總線還使得系統(tǒng)具有很好的擴(kuò)展性能。以太網(wǎng)是目前最流行的因特網(wǎng)接入方案之一，它在發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)解決了現(xiàn)場(chǎng)總線難以接入因特網(wǎng)的問題。