實時總線多軸運動控制平臺在交叉鋪網機控制的應用
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1．4 鋪網小車速度調整設定
通常鋪網小車的速度要不斷采集跟蹤前道工序（梳理機）的輸入速度。為了使針刺后的纖網橫向勻度處于最佳狀態，在整個鋪網行程中設有20個(前進10個，后退10個)速度調整點，速度調整點的速度一般在梳理機速度的8O％～120％之間設定，用戶可以根據要求設計鋪網曲線。PC機根據設定值進行微調點之間的速度平滑計算，控制各個電機的運動，獲得預期的鋪網曲線。
1．5 糾偏控制與安全互鎖
在鋪網過程皮簾會發生偏移，若不及時糾正有可能損壞皮簾。在鋪網機的前后簾各有一個糾偏機構，在簾的兩端放有兩組光電傳感器，用來檢測前后簾的偏斜，若發生偏斜，則用糾偏機構上的液壓缸來調節糾偏機構的高度，以達到調節前后簾偏斜的目的。鋪網機的糾偏通過PLC I/O進行控制，該控制系統通過一種自行設計的獨特糾偏機械結構進行配合，在系統的軟件和硬件中采用雙重I/O互鎖來保證機構的安全和可靠性，防止誤動作的發生，試驗證明糾偏動作少，皮簾位置準確，保證了產品的質量。
2、RTSB總線多軸運動控制平臺
RTSB總線運動控制平臺是我們自主開發的一項技術。傳統控制系統驅動和PLC I/O與控制器是直接相連的，一個伺服電機至少有11根線，當軸數和I/O點多時，布線相當多，出于可靠性考慮，線長有限（一般3-5米），擴展不易，可靠性低，維護困難。而現場總線用一根通訊線或光纖將所有的驅動和I/O級連起來，傳送各種信號，以實現對伺服驅動的智能化控制。這種方式連線少，可靠性高，擴展方便，易維護，易于實現重配置，是控制系統的發展方向。我們自主研究的高速實時串行通訊總線（RTSB），它具有完全同步的四端口，系統帶寬48Mbps，可同步控制128軸（每個端口的通訊速率為12Mbps，可連接32個設備），無實時操作系統時周期抖動500ns，最小循環時間500us（3軸），最大傳輸距離可達100米，數字I/O點可達2048/2048，模擬I/O可達32/32點，具有可重構配置系統和實時任務二次開發功能。所有的控制功能全部由上位PC機完成，這為在一個強大的CPU下支持復雜中央控制模型和智能化控制實現卓越的運動性能并確保機器運行的高可靠性提供了可能。
圖4. 智能開放運動控制平臺的體系結構
為了滿足當前廣大中小企業對控制器二次開發形成具有企業自主知識產權控制器，提升企業產品的核心競爭力的要求。我們以RTSB總線為基礎，開發了基于高速實時同步運動控制網絡的軟件化智能控制通用平臺，為流程工業和以運動系統應用為主的各類設備的運動控制提供一個體系開放、性能優良、功能柔性、適合高速高精控制、融合智能的網絡化通用控制平臺。該平臺綜合了運動控制和PLC控制的優點，具有成本低、軟件化、開放性和智能化的優點，滿足當前企業對控制器二次開發的迫切要求。智能開放運動控制平臺的體系結構如圖4所示。開放結構運動控制平臺由一系列結構對象構成。根據它們在控制中的功能不同，這些對象可以歸納為四個不同的層次模型，構成開放智能運動控制系統面向對象的總體結構。該模型將分布于不同地點，不同控制模塊的I/O以及驅動系統，集中于中央控制器集中控制，構成節點分布，控制集中的通用總線式軟件化智能運動控制平臺。
GUI接口層：實現非實時控制任務的處理，形成調度運動控制和邏輯控制等實時任務的執行序列；同時也是對用戶智能開放的界面層，通過用戶自定義智能接口，將各種新工藝、新技術、新方法集成于控制系統的基礎平臺。
界面訪問層：通過Windows 動態鏈接庫形式實現系統NC內核的開放，構造應用程序訪問系統內核的接口通道。
設備驅動層：實現設備的實時控制，通過DMA或Windows 消息實現信息的交換。
控制節點層：節點功能可以動態配置的智能設備終端控制器或具有自治功能的獨立功能模塊，實現運動量控制以及I/O狀態處理。將中央智能控制模型分布執行的物理設備。
3、系統的軟硬件組成
鋪網機的控制系統組成如圖5。上位機采用工控機，配15”觸摸屏，在控制箱中插有一塊PCI的RTSB通訊主卡，通過通訊電纜與總線接口機箱相連，總線接口機箱將接受到的信號分別控制五個伺服電機和PLC的輸出點（包括糾偏電機），并同時將電機的編碼器信息、上下小車的絕對編碼器位置及PLC的輸入狀態返回到PC機。PC機完成系統的人機界面、運動規劃、I/O邏輯運算、故障診斷及通訊等功能。
系統的任務主要由實時性任務和非實時任務兩部分：
實時任務：當1ms定時到達后，由硬件通知系統發生中斷，進行數據的接收和發送處理。
非實時任務：系統進行人機界面的更新、參數輸入的掃描與處理以及系統得運動規劃等。
在鋪網機的操作主界面，可完成系統的手動自動操作，通過不同密碼分級，設備操作工人可配置設備運行參數、機械參數和控制系統參數。
4、結論
高速交叉鋪網機的控制是一項綜合技術，它涉及到機械與電器的配合與控制。本系統的開放性和高速總線通訊功能為高速交叉鋪網機提供了一種有效的控制方案。經過實際運行證明，系統操作方便、控制效果好，產品質量高、運行穩定可靠。
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