基于工業(yè)以太網(wǎng)的運動控制系統(tǒng)

圖1 交/直流調(diào)速系統(tǒng)網(wǎng)絡化設計框圖

圖2 網(wǎng)絡運動控制系統(tǒng)實物圖

　　圖2為假設的遠程網(wǎng)絡控制實物連接圖，遠程控制技術比其它形式的網(wǎng)絡更快、更有效，尤其在需要使用被控端計算機上的軟件程序時更為突出。當在遠程會話過程中運行軟件程序時，實際的進程是在被控端計算機上執(zhí)行的。只有輸入和輸出信息（如鍵盤、鼠標和屏幕信息）在控制端（主機）和被控端（從機）計算機間進行交換。

　　遠程的web用戶發(fā)出控制指令和設置參數(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服務器提出控制請求。web服務器對用戶進行身份驗證，并根據(jù)用戶的請求，執(zhí)行相應cgi(common gateway interface)或asp(active server page)擴展程序與伺服系統(tǒng)的控制計算機通信，伺服系統(tǒng)執(zhí)行命令，并把運行過程和結果提交給web服務器。web服務器利用http協(xié)議把運行結果通過主頁形式返回給客戶端。控制計算機還可以把運行過程中的數(shù)據(jù)和結果存入web服務器的實時數(shù)據(jù)庫，以便用戶查詢。

4 網(wǎng)絡伺服系統(tǒng)的硬件線路介紹

　　南工大網(wǎng)絡化伺服實驗系統(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(pentium 4)、雙絞線回路、匹配電阻(120歐姆數(shù)量2)、伺服驅動器bassoon(數(shù)量4)、伺服電動機(數(shù)量4)、二軸工作臺(數(shù)量2)、運動控制器(maestro 數(shù)量3)、交換機一臺、工業(yè)觸摸屏(pws6600c-s)、24v電源一個、交流接觸器一個、交流濾波器一個、控制柜一個。其中，非熔絲斷路器用來保護電源線，過電流時切斷電路；噪聲濾波器起防止外部雜波進入電源線的作用，并且可以減輕電機產(chǎn)生的雜波對外界的干擾；磁力接觸器的作用是接通/斷開電機的主電源；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電源驅動，同時散熱風扇也需要一個24v直流電源供電，因此本系統(tǒng)采用了一個24v開關電源。bassoo交流伺服驅動器，經(jīng)過pwm逆變后輸出三相uvw驅動電機。

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

5 結束語

　　ethernet是當前流行的網(wǎng)絡通訊技術，但它僅定義了網(wǎng)絡的物理層，在多年前己放棄了為運動控制接口建立標準的多供應商協(xié)議。同時以太網(wǎng)采用的是異步通訊機制，如果要將它用于運動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)場總線相結合的方案是目前網(wǎng)絡化運動控制系統(tǒng)的主選方式[5]。現(xiàn)場總線可以很好地滿足控制系統(tǒng)對實時響應的較高要求，同時使現(xiàn)場總線還使得系統(tǒng)具有很好的擴展性能。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)場總線優(yōu)點的同時解決了現(xiàn)場總線難以接入因特網(wǎng)的問題。