MCDC 2805型直流電機運動(dòng)控制器的原理及應用

摘要：MCDC 2805型運動(dòng)控制器是專(zhuān)為Faulhaber集團生產(chǎn)的直流微電機量身定作的。它由功能強大的16位微處理器和性能卓越的數字濾波器組成。文中介紹MCDC 2805的硬件結構、外型封裝、RS-232串口的功能及RS-232串口的ASCII指令及其應用。

關(guān)鍵詞：RS-232 運動(dòng)控制器 電機編碼分辨率 直流電機

MCDC 2805型運動(dòng)控制器是專(zhuān)為Faulhober集團生產(chǎn)的直流微電機量身定作的。它由功能強大的16位微處理器和性能卓越的數字濾波器組成。主要功能包括速度控制、速度模式斜波、三角形、梯形等復雜復合運動(dòng)運行模式及位置控制、附加控制模式等。所有濾波器參數均能通過(guò)RS-232串口設置，并保存在運行控制器內的EEPROM中，因此，MCDC 2805能根據實(shí)際需要完全獨立工作。

1 MCDC 2805引腳功能及內部結構

MCDC 2805的封裝結構如圖1所示。其中，左側V1為RS-232 TXD（RS-232發(fā)送端）；V2為RS-232RXD（RS-232接收端）；V3為AnalogGND(模擬地)；V4為FaultOutput(故障輸出端)；V5為AnalogInput(模擬輸入端)；V6為+24V（電源正極）；V7為GND（地）；V8為Input3(第三輸入端)。中間是9針D型串口，其中2號是RS-232 RXD（RS-232接收端）；3號是RS-232 TXD（RS-232發(fā)送端）；5號是GND（地）。右側M1為Input#5（第五輸入端）；M2為Input #4(第四輸入端)；M3為Channel A(編碼器A通道)；M4為Channel B(編碼器B通道)；M5為VCC（+5V）（系統提供+5V）；M6為SignalGND(信號地)；M7為Motor+(接電機正極)；M8為Motor-(接電機負載)。其中，故障輸出端V4也可通過(guò)設置來(lái)實(shí)現下述功能：數字信號輸出端；限位開(kāi)關(guān)輸入端；轉向控制輸入端。而且，當V4設置成輸入狀態(tài)時(shí)，在輸入信號連接到此端口前，使用REFIN和DIRIN指令進(jìn)行設置，并用EEPSAV指令進(jìn)行保存。

2 MCDC 2805的二種控制模式

MCDC 2805可以用模擬方式或數字方式輸入給定速度。

2．1 模擬速度控制模式

這種工作模式通過(guò)模擬輸入端（V5）輸入給定速度的電壓信號，無(wú)需使用RS-232串口，但可以通過(guò)它來(lái)改變系統設置。通過(guò)電位計輸入給定速度信號是比較簡(jiǎn)單的速度控制方式，如圖2所示，模擬地（V3）與電源地（V7）不共地，RS-232串口可以使用。但是，由于信號輸入部分采用差分放大輸入方式，因此，若信號輸入端（V5）處于懸空狀態(tài)，將會(huì )產(chǎn)生約2V的電壓，所以必須將輸入端用小阻值電阻器跨接到模擬輸入地端，或置于與模擬輸入地（V3）相同的電平上。

由于TXD端電壓變化，精度不是非常精確。因此，通常使用RS-232串口進(jìn)行數字方式輸入，可以得到更為精確的控制模式。

2．2 通過(guò)RS-232串口的數字方式輸入

RS-232串口由TXD、RXD及電源地構成，可以用交叉的RS-232串口電纜將MCDC 2805型運動(dòng)控制器與PC、SPS及IPC等設備連接。RS-232串口的功能包括設置系統及電機參數、在線(xiàn)數據分析、電機動(dòng)轉時(shí)的實(shí)時(shí)通訊。通過(guò)簡(jiǎn)易的ASCII碼終端仿真程序來(lái)控制，在設置中，參數可以保存到EEPROM中，MCDC 2805型運動(dòng)控制器加電后，即運行保存在EEPROM中的設置程序。（注：必須用“EEPSAV”指令保存到EEPROM中）

2．3 ASCII指令

通過(guò)一系列ASCII指令，可以方便的控制電機，而且即使在程序運行時(shí)，也能通過(guò)RS-232串口輸入指令。

3 應用舉例

目的：（1）通電后電機運行到限位開(kāi)關(guān)位置；（2）數字信號輸入端（故障輸出端已重新編程）脈沖上升沿使電機正轉5轉（如果邏輯電平為低電平，電機將停止）；（3）如果邏輯電平仍為高電平，電機在旋轉3轉后將運行到0位置。

設置：

SOR0 ――切換到通過(guò)RS-232口輸入的速度控制工作模式

ENCRES2048 ――將編碼器分辨率設置成512

LR0 ――無(wú)運動(dòng)

M ――切換到位置控制工作模式

REFIN ――將故障輸出端設置成輸入端

HA1 HL1 HN1 ――模擬輸入端為限位開(kāi)關(guān)

CAHOSEQ ――保存復位程序

POHOSEQ1 ――激活通電復位程序

HOSP-200 ――設置復位速度（后退）

HP1 ――限位開(kāi)關(guān)上升沿有效

ENPROG ――通電激活程序

ANSW0 ――關(guān)閉異步響應功能

EEPSAV ――將設置保存到EEPROM

程序：

A1

HP3 ――第二輸入端（故障輸出端）高電平有效

A2

JPF2 ――在第二輸入端變低電平前執行連續循環(huán)

HP1 ――第二輸入端（故障輸出端）低電平有效

A3

JPF3 ――在第二輸入端變高電平前執行連續循環(huán)一判斷正邊界

LR10240

NP

M ――向前轉5轉

DELAY50 ――延時(shí)0.5秒后判斷第二輸入端

JPF1 ――第二輸入端為低電平時(shí)返回到程序起始位

LA0

NP0

M ――第二輸入端為高電平時(shí)運行到0位

JMP1 ――返回到程序起始位

備注：①編程工作完成后RS-232串口并非必要；②在數字輸入端輸入短脈沖信號將觸發(fā)程序，而長(cháng)脈沖將中斷程序。

4 結束語(yǔ)

MCDC 2805型運行控制器的安裝方便、集成度高、體積小巧、功能強大且擁有多種控制模式，應用范圍極其廣泛。使用Faulhober集團提供的多功能擴展板，僅僅通過(guò)一個(gè)RS-232串口就可以控制多個(gè)電機運行。