基于PCI-1240運動(dòng)控制系統

摘要 以工控PC機為核心，應用運動(dòng)控制卡PCI-1240，設計了一種運動(dòng)控制系統。系統采用Microsoft Visual Basic編寫(xiě)人機界面，調用控制卡中的運動(dòng)函數庫，產(chǎn)生脈沖和方向信號控制電機轉向和轉速，從而在開(kāi)環(huán)狀態(tài)下實(shí)現對步進(jìn)電機的控制。該系統在生產(chǎn)實(shí)際中得到檢驗，應用在大型編織機計算控制系統中，成本低、控制精確、適應性好，取得了顯著(zhù)的效果。
關(guān)鍵詞 運動(dòng)控制卡；運動(dòng)控制系統；步進(jìn)電機；PCI-1240

隨著(zhù)PC(Personal Computer)的發(fā)展和普及，采用“PC+運動(dòng)控制卡”作為上位控制，將是運動(dòng)控制系統的發(fā)展趨勢。該方案可以利用計算機資源，用于運動(dòng)過(guò)程、運動(dòng)軌跡等比較復雜且柔性較強的機器和設備。運動(dòng)控制卡是基于PC機各種總線(xiàn)的步進(jìn)電機或數字式伺服電機的上位控制單元，總線(xiàn)形式多種多樣，通常采用ISA總線(xiàn)和PCI總線(xiàn)。但由于計算機主板的更新?lián)Q代，ISA插槽越來(lái)越少，PCI總線(xiàn)的運動(dòng)控制卡逐漸發(fā)展成為目前運動(dòng)控制系統的主流。包括工業(yè)電腦平臺、運動(dòng)控制卡和應用軟件，通過(guò)插入各種功能卡和編寫(xiě)軟件，形成功能強大且易于操作的運動(dòng)控制系統。運動(dòng)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(dòng)控制能力有機結合，具有開(kāi)放性程度高、信息處理能力強、實(shí)時(shí)調整優(yōu)點(diǎn)突出、運動(dòng)控制軌跡準確以及通用性好的優(yōu)點(diǎn)，與傳統單片機運動(dòng)控制系統以及PLC專(zhuān)業(yè)運動(dòng)控制系統等上位控制方案相比，具有一定的優(yōu)勢。
“工控PC機+運動(dòng)控制卡”是一種用于PCI運動(dòng)控制的經(jīng)濟型解決方案。以PC機為主控制器，運動(dòng)控制卡作為從機，通過(guò)自定義的命令通信協(xié)議，實(shí)現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、控制系統的實(shí)時(shí)監控；運動(dòng)控制卡完成運動(dòng)控制的所有細節。通過(guò)調用PCI-1240的高級DLL驅動(dòng)程序，較容易鏈接到VC++，Visual Basic或BCB，實(shí)現對運動(dòng)函數庫的二次開(kāi)發(fā)。

1 系統組成及硬件介紹
系統硬件結構如圖1所示。其中，運動(dòng)控制卡采用PCI-1240，負責與上位機通訊，與PC機構成主從模式。這樣，PC機可以專(zhuān)注于人機界面、實(shí)時(shí)監控和發(fā)送指令等系統管理工作，而運動(dòng)控制卡負責處理運動(dòng)控制的所有細節，如升降速計算、行程控制、多軸插補等，無(wú)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(guò)程中，特別要注意的是導線(xiàn)的選擇，這對于整個(gè)系統工作的穩定性、抗干擾能力以及信號的傳輸有較大影響。系統中選用PCL-10251高訊／雜比PCI-1240卡專(zhuān)用隔離信號線(xiàn)纜，可確保信號質(zhì)量，提供良好的信號。同時(shí)，還應注意信號線(xiàn)必須遠離動(dòng)力電源線(xiàn)、大電動(dòng)機、斷路器、電焊機等大的電磁源以及視頻監視器等，因為它們可能造成較強的電磁干擾，嚴重影響數據擷取系統。如果信號線(xiàn)穿過(guò)此類(lèi)區域，必須單獨隔離，采用屏蔽雙絞線(xiàn)作為輸入信號線(xiàn)，并且屏蔽雙絞線(xiàn)的隔離層只能一端接地。