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凹版印刷机干燥测试平台运动控制卡选型

时间:2014-09-30 09:25来源:正航仪器 作者:正航网络点击:


凹版印刷机干燥测试平台运动控制卡选型

 

 

 

常见的机电控制系统多为微机负责通讯下,微机负责电机驱动来实现机电系统的控制。运动控制卡是基于PC总线的一种高性能的步进/伺服电机运动控制卡,它可以利用大规模可编程器件及高性能微处理器(如DSP等)实现多个伺服电机多轴的协调控制。包括数字输入、数字输出、脉冲输出、脉冲计数及D/A输出等功能,它可以发出高频率的连续脉冲串。电机的位置可以通过改变发出的脉冲数量来控制,电机的速度可以通过改变发出的脉冲频率来控制,脉冲输出模式有脉冲+方向、正反脉冲这两种方式。可用脉冲计数作为编码器的位置反馈,由脉冲数量来提供机器的准确位置,进而便于纠正在传动过程中所产生的误差。数字输入、输出点可用于原点开关、限位等。库函数包括T型、S型加速,多轴联动、圆弧插补和直线插补函数等。把硬件和运动控制的底层软件集成在一起,可实现伺服电机控制所需要的各种位置和速度控制功能,同时这些功能还可以通过计算机方便地调用。由于这些特点在工业自动化控制领域中,如需要定长和定位的位置控制系统以及基于PC机的NC控制系统,已被广泛应用。

一、运动控制卡选型步骤

运动控制卡一般可按照如下步骤来选型:

步:首先需要确定控制卡的总线类型。

金誉彩票官网 一般PC机的总线类型为PCI或ISA总线。PCI总线系统需要有安装在PCI插槽内的PCI控制卡。PCI插槽是当前台式机主板上面带有较多数量的插槽类型。ISA总线即工业标准体系结构是IBM公司为PC/AT电脑而制定的总线标准。

第二步:确定运动的轴数。一般单卡可控制两轴,如果运动需要使用四轴以上的多卡控制则需要考虑各轴间的联动关系。

第三步:确定系统的性能要求。需要确定比如圆弧、直线、连续插补以及输出脉冲和是否需要模拟量控制等。

第四步:确定是否处理模拟量。标准运动控制卡没有模拟量处理的功能,系统如果想具备处理模拟量的功能,就需要配合带有模拟量处理功能的辅助卡。通过以上四个步骤就可以确定所选控制卡的类型。此外,通常情况下还可以参照一个这样的约定,即PC机在Windows的环境下,一般选用PCI、USB以及ISA卡。本课题项目拟实现与LabVIEW开发平台的无缝结合,即通过LabVIEW的开发平台测试软件来实现定位控制和数据采集的控制。因此选用的控制卡在满足一般选型要求的同时还必须支持LabVIEW开发环境。同时为了能和手提电脑结合以便于操作和现场控制调试,选用USB接口的运动控制卡会更好。

 

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二、控制卡与电机驱动主要匹配参数

1、控制脉冲的种类

控制脉冲信号是控制电机驱动器的,不同类型的脉冲信号控制电机驱动器的方式不同,当控制脉冲类型与控制电机的驱动不相匹配时可能不能正常地驱动电机。电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,不受负载变化的影响[31]。常用的控制脉冲有正反转控制脉冲与脉冲加方向这两种类型。正反转控制脉冲(CW/CCW)是双脉冲的控制方式。两根线都作为脉冲信号输出线,CW是正转脉冲信号,CCW是反转脉冲信号,通常两信号的相位差为90度,通过相位的超前或滞后来控制旋转方向,而脉冲数量决定电机的转动角度。脉冲加方向信号(CP/DIR)是单脉冲的控制方式,脉冲信号决定电机的转动角度,而方信号是电平信号,如需要正转就加高电平,需要反转就加低电平。当电机向一个方向运转时,控制信号只用保持原有的电平不需改变。这两种类型脉冲控制均可以控制电机的运转,如果要作控制系统的话,用方向脉冲控制方式会简单些,但是具体选用哪种控制脉冲形式主要依据驱动器,一般所有的电机驱动器都支持脉冲加方向控制信号,有些低端的驱动器不一定均支持CW/CCW类型控制脉冲信号。作为差分信号的CW/CCW抗干扰能力与传输距离方面的性能更高。

2、源极与漏极的选择

源型是设备需自带供电电源,具有输入驱动源与输出点具有电源。源型输入是模块对外电路提供电源,即输入端子电流的方向是由模块内部流出。漏型是设备没有自带供电电源,需要外部给输入点的驱动提供电源。漏型输入的输入端子电流方向是从外部流入模块的,输出的是无源的触点信号。一般是几个输入点公用同一COM点,由于源型设备有自带的驱动电源,因此在接线时只需把输入点和com点短接即可。而漏型需要外接的电源才可以驱动输入。使用光电开关输入时,需要正确的选择源型及漏型输入。光电开关若为PNP形式,则应选择源型输入;若为NPN形式时,则需选择漏型输入,否则不能匹配。

3、控制卡型号的确定

※、控制卡型号初选

阿尔泰USB1020是USB总线的漏型四轴伺服/步进电机运动控制卡,它以高频率脉冲串形式输出,控制伺服/步进电机的运动。可选择输出脉冲模式:CP/DIR,CW/CCW,该卡能控制所发出的脉冲个数(电机转角)、脉冲频率(电机速度)及脉冲频率变化率(电机加速度);USB接口即插即用,且每轴独立控制互不影响;与LabVIEW开发平台源代码实现无缝连接。

※、运动控制卡性能分析验证

测试平台由于要实现定位会尽量提高脉冲分辨率,因此需要发送高速脉冲。USB1020运动控制卡输出脉冲范围为1-4MPPS,输出速度精度在正负0.1%以下;一倍频时驱动速度为范围可达1-8000PPs;同时可以在驱动中改变输出脉冲数和驱动速度;同时还具备位置计数器和比较寄存器来实现脉冲控制,因此针对本项目传动速度不高的特点,此运动控制卡能很好地满足项目控制需求。http://www.yxhmy.com 

 

 

 

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