一种基于运动控制卡的步进电机控制系统



商悦传媒   2019-05-10 07:11

导读: 运动控制系统的上位控制方案一般有单片机系统、专业运动控制PLC、专用控制系统和PC+运动控制卡。采用单片...

  运动控制系统的上位控制方案一般有单片机系统、专业运动控制PLC、专用控制系统和“PC+运动控制卡”。采用单片机系统实现运动控制,成本较低,但开发难度较大,周期长。这种方案一般适用于产品批量较大、控制系统功能简单、有单片机系统开发经验的用户。许多品牌的PLC都可选配定位控制模块,有些PLC的CPU单元本身就具有运动控制功能,如松下公司的FP0。这种方案一般适用于运动过程比较简单、运动轨迹固定的设备,如送料器、自动焊机等。专用控制系统一般是针对专用设备或专用行业,比如西门子公司的车床数控系统和铣床数控系统等。“PC+运动控制卡”的方案随着PC的普及用得越来越多,将是运动控制系统的主要发展趋势。这种方案可充分利用计算机资源,用于运动过程、机械轨迹都比较复杂,而且柔性比较强的机器设备,比如目前很热门的开放式数控系统大多采用这种方案。

  图1示出本系统的硬件组成框图。其中采用德国百格拉三相混合式步进电机(VRDM3910/LHA)及其配套驱动器(D921)。控制卡是成都步进机电有限公司生产的MPC02型运动控制卡。

  该卡插在PC的PCI扩展槽内使用;MPC02卡完成运动控制的所有细节,包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位信号的检测等。它采用先进的专用控制集成电路,具有梯形及S形升降速度曲线芯SISC接口,外接线可采用屏蔽线缆,以提高控制卡的抗干扰能力。其信号接口定义如下:

  脉冲量信号:脉冲/方向(编号17~28);编码器反馈(35~52);光隔电源(29、30)。

  在函数库中使用的函数有如下几种:控制卡和轴设置函数、独立运动和插补运动函数、制动函数、位置和状态的设置及查询函数、I/O口操作函数、错误代码函数和一些其他函数。这些函数实现的运动有如下六种基本类型,如图4所示。