ProU 软件应用心得1：运动控制卡与人机界面
深圳 Lipton 2018．08．16．
一. ProU软件简介
优易控ProU是应用与工业控制领域的软件。其硬件平台是基于Window系统的工控机，其软件可对运动控制卡、IO控制卡、EtherCAT总线伺服电机及模块、网络相机进行编程及控制。其系统结构如图1.1所示。
图1.1 ProU软件及硬件结构
ProU软件可在Windows XP、Win7、Win8、Win10操作系统（x86、x64）下运行，用于程序开发、调试以及监控。支持梯形图、工艺块、C语言三种编程方式。
在ProU软件之下还有一个ProH软件，它在目标机器上运行，负责程序执行及调度、数据管理、线程管理、通讯管理等。
1. ProU软件的特点
●采用梯形图编程，与三菱PLC的梯形图兼容；
●人机界面美观、设计方便；
●集成了机器视觉功能，不需要编程，调用简单、方便。
●集成了CAD图形设计、编辑功能，可将复杂的轨迹转换为G代码，并能在梯形图
中运行。
ProU软件特别适合熟悉PLC编程语言的工程师开发基于运动控制卡、EtherCAT总线产品的自动化设备的应用程序，而且使用机器视觉功能、CAD图形设计也十分方便、简单。
2. ProU软件的安装
直接运行ProU3.8.6.exe、ProH3.8.6.exe即可。
二. 运动控制卡的安装、配置与基本指令
一）运动控制卡的安装、配置
1. 以雷赛DMC1380运动控制卡为例：首先在计算机中安装好运动控制卡；然后按照运动控制卡的手册指引安装驱动软件；并用其测试软件检测硬件，确保电机、IO器件工作正常。硬件接线图如图
2.1所示。
图2.1 DMC1380运动控制卡接线图
2. 打开ProU 软件。点击“工程” “新建工程”，出现图2.2所示的对话框。 “产品选择”中的“型号”选择MCPCI ，即PCI 总线运动控制卡。设置好工程名称Example0，选好存储工程的路径，点击“确定”。
图2.2 新建工程对话框
3. 在“工程数据”栏中，用鼠标右键点击“控制卡”，出现一个选项框，如图2.3所示。点击“添加”。之后出现图2.4所示的对话框，分类选“运动控制”，型号选“DMC1380”，然后点击“添加”键。
图2.3 添加运动控制卡 图2.4 选择运动控制卡的型号
4. 在工程树的“控制卡”图标下出现了“0：DMC1380”。点击其前面的“+”号，三个轴的轴号展开，如图2.5所示。
图2.5 运动控制卡已添加
5. 鼠标左键双击“轴0”，弹出0号轴参数表，如图2.6所示。
点击“基本参数”表，将“单位设置”设为“3-脉冲”，“脉冲当量”、“位移当量”、“单位倍率”都设为1，如图2.6所示。即位移单位为脉冲。
图2.6 轴的基本参数表
6. 点击“定位数据”表，如图2.7所示。
首先，点击“定位数据”表左上放的图标，添加一条定位数据。将第一行的“定位模式”设为“2-1轴直线运动（INC）”，即：单轴点位运动，用相对坐标定位。“运行速度”设为1000脉冲/秒；“定位地址”，即移动距离，设为2000个脉冲。如图2.7所示。
再次点击“定位数据”表左上放的图标，添加第二条定位数据。“运行速度”设为1000脉冲/秒；“定位地址”，设为-2000个脉冲，即向负方向移动的距离。如图2.7所示。
图2.7 轴的定位数据
二）点位运动指令
1. 点击“MAIN”界面，编写梯形图表。
可使用该界面左侧的工具栏中的快捷键编程。鼠标左键点击快捷键，如第一个“常开触点”，弹出一个对话框。在上面填写相应的参数，然后点击“确定”，该元件即画在梯形图中。如图2.8所示。
图2.8 编写梯形图
点击菜单中的“编辑”，可选择复制、剪切、粘贴、行插入、行删除、列插入、列删除等操作，如图2.9所示。在梯形图界面中，单击鼠标右键，弹出的快捷菜单中也有许多编辑功能可用。
图2.9 编辑功能
编辑中常用的快捷键如下：
删除指令：选中指令，按DELETE键
修改指令：选中待修改指令后，按ENTER键，可修改当前指令
画线：按住CTRL键，配合←↑→↓键，可快速的画线或删除线段
插入行：Shift+insert 插入列：Ctrl+insert
删除行：Shift+Delete 删除列：Ctrl+Delete
完成的梯形图如图2.10所示。
图2.10 点位运动控制指令
X4、X5为接在DMC1380运动控制卡的第5、第6号通用输入口上的常开按钮。硬件接线图如图2.1所示。
点位运动指令为：MCTBL 轴号定位数据行号
指令中数据前的K，表示该数据为10进制数。
电机做点位运动的参数如图8所示。当开关X4闭合时，按照第1行定位数据运行，0号轴上的电机正转2000个脉冲；当开关X5闭合时，按照第2行定位数据运行，0号轴上的电机反转2000个脉冲。速度均为1000脉冲/秒。
2. 点击菜单中的“变换”，选“变换（全部程序）”，完成程序编译，如图2.11所示。编译成功的程序背景由灰色变为白色。
图2.11 编译程序
3. 打开程序ProH。其界面如图2.12所示。
图2.12 ProH程序界面
4. 在ProU程序中，点击菜单中的快捷键“写入”，如图2.13所示。弹出对话框如图2.14所
示。
图2.13 写入快捷键
5. 在“写入”对话框中先选“选择所有”，在点击“执行”。程序和控制卡的参数都下载至ProH中。
图2.14 “写入”对话框
6. 执行远程RUN，即开始执行程序。如图2.15所示。
7. 点击菜单中的快捷键“监视开始”，如图2.16所示。闭合X4或X5开关，0号轴上的电机就进行正、反转运动。
图2.15 执行程序
图2.16 监视程序运行
三）回原点指令
在工程Example0的基础继续编程。
1. 在编写回原点指令之前，要对DMC1380运动控制卡的专用输入信号，如：原点信号、定位完成信号等，进行设置。点击菜单栏中的“变换”→“生成程序框架”→“初始化轴的IO配置”，将运动控制卡的参数载入，如图
2.17所示。
鼠标左键双击工程树上的“控制卡”下方的“轴0”，0号轴输入输出信号配置情况如图2.18所示。从图中可看到“指令定位完成信号”由元件L3001指示。
2. 点击“机械归零”界面，将“原点回归方式”设为“1001-模式1”；“原点回归速度”设为1000脉冲/秒；“爬行速度”设为100脉冲/秒。如图2.19所示。
图2.17 初始化轴的IO配置
图2.18 0号轴的IO配置
图2.19 0号轴回原点参数
3. 点击“Main”界面，编写回原点指令。如图2.20所示。
图2.20 回原点指令
回原点运动指令为：MCZERO 轴号K0
其中第2个参数K0是保留参数。
然后进行和上述“点位运动指令”中2.~ 7. 一样的过程，编译程序、下载程序和参数、运行程序、监视程序。
鼠标点击常开触点M0，然后按Shift+Enter键，强制M0置位。这时，0号轴开始回原点。当平台运动到原点位置时，运动结束，L3001闭合，使M0复位。
四）电机点动控制
所谓“点动”即按钮按下电机就运动，按钮抬起电机就停止。该运动又称为JOG运动。下面在工程Example0的基础继续编程，实现点动控制。
1. 点击“轴0” “基本参数”界面，将“JOG速度限制值”设为“1000脉冲/秒，如图
2.21所示。
图2.21 JOG速度设置
2. 点动控制没有对应的指令。在图2.18中可看出，0号轴的正向点动、反向点动是由元件B3000和B3001控制。编写梯形图如图2.22所示。
图2.22 实现点动功能的梯形图
然后进行和上述“点位运动指令”中2.~ 7. 一样的过程，编译程序、下载程序和参数、运行程序、监视程序。
点动按钮X6或X7，DMC1380运动控制卡就可以控制0号轴电机进行正向点动或反向点动。
三. 梯形图编程
一）ProU的编程元件
ProU内部的编程元件包括：继电器、定时器、计数器、寄存器等。详见表3.1。
编程中常用的特殊触点还有：
M8000：运行监控常开触点，PLC 运行时一直ON 。 M8001：运行监控常闭触点，PLC 运行时一直OFF 。
M8002：初始化脉冲常开触点，PLC 运行时ON 一个扫描周期。 M8003：初始化脉冲常闭触点，PLC 运行时OFF 一个扫描周期。
二）常用元件及指令的应用
1. 定时器的应用
例：按键失电延时功能的实现。按键失电延时的时序图如图3.1，梯形图如图3.2所示。 当按键X4按下后，触点X4闭合，接在Y0上的LED 灯亮，且与X4并联的Y0触点Y0闭合；按键X4松开后，常闭触点X4触发定时器T0启动；3秒后，T0常闭触点将Y0断开，LED 灯灭。定时器T0的定时基数为100豪秒，延时3秒，故T0的参数为K30。硬件图参见图2.1。 图3.1 按键失电延时的时序图 图3.2 按键失电延时的梯形图
2. 计数器的应用
例：如图3.3所示的梯形图，按下开关X5时，接在Y0上的LED灯亮；开关X5按了10次后，计数器C0的计数值和其设定值相等，其常开触点C0闭合，Y1上的LED灯亮；之后再按开关X5，计数器C0的计数值不会继续增加。
按下开关X6时，计数器C0复位，Y1上的LED灯灭。
图3.3 计数器的应用
3. 数据寄存器的传送、运算及比较（16位数据）
传送指令为：MOV S D
其中：S为数据源，可以是常数也可以是元件；D为目标元件。
加法指令为：ADD S1 S2 D
即：S1 + S2 = D
减法指令为：ADD S1 S2 D
即：S1 - S2 = D
比较指令为：CMP S1 S2 D
当：S1 > S2时，D = on
当：S1 = S2时，D+1 = on
当：S1 < S2时，D+2 = on
例：如图3.4所示的梯形图，开关X4按下后，D0、D1被赋值，均为10；
然后，若直接按下开关X7，因D1=10，则接在Y1上的LED灯亮；
若先按下X5，D1变为14，再按下X7，因D1>10，则Y0上的LED灯亮；
若先按下X6，D1变为5，再按下X7，因D1<10，则Y2上的LED灯亮。三）子程序调用及顺序控制编程方法
1. 子程序的编写与调用
在ProU梯形图的主程序中，可以调用子程序。
图3.4 数据寄存器相关指令的应用
首先，在工程数据栏中用鼠标右键点击工程名“Array”，如图3.5所示，在弹出的对话框中选“子程序”，添加子程序组件。然后，在工程树中用鼠标右键点击“子程序”，在弹出的对话框中选择“添加”，如图3.6所示；在弹出的对话框中填写子程序名称，而且还要填写子程序编号，编号范围是0~4095。如图3.7所示。
图3.5 在工程树中添加子程序组件图3.6 添加子程序
图3.7 设置子程序名称和编号
然后，在工程树上用鼠标左键双击子程序名称，进入子程序编辑界面。在此界面编写子程序，方法和编写主程序相同。
最后，在主程序中用CALL Pn指令，调用子程序Pn即可。如图3.10所示。
2. 顺序控制编程方法
许多控制过程都属于顺序控制，其特点是整个控制过程可划分为多个工步（Step），每个工步用一个状态元件（如：S i）控制，程序按工步顺序执行，而且任何时候都只有一个工步在工作。即任何时候，只有一个S i=On，其他S j = Off，j = 1~n，不含i。
使用置位、复位指令很容易实现顺序控制。在第i个工步执行完时，将该工步的状态元件S i复位，并根据当前状态，选择下一工步j，并将S j置位。
如图3.8所示，控制Z轴上下运动的子程序Z_DownUp就是用置位、复位指令实现顺序控制。
工步S30：Z轴向下运动。
Z轴到位后，RST 30，SET S31
工步S31：点胶阀开启，0.5秒后关闭。
定时器T1闭合后，RST 31，SET S32
工步S32：Z轴向上运动。
Z轴到位后，子程序结束RST 32，SET S33
四）三轴点位运动例程
设XY平台上有5行、6列工件，间距相等，如图3.6所示。Z轴上装有点胶针头，每个工件上需要点胶，出胶时间为0.5秒。
主程序控制X、Y轴以图3.9中虚线所示路径运动，X、Y轴运动到每个工件位置上时，调用子程序。主程序见图3.10。
子程序控制Z轴上、下运动及点胶阀的开关时间。子程序见图3.8。
图3.8 控制Z 轴上下运动的子程序
图3.9 XY 平台上的5行、6列工件及运动轨迹
主程序也是采用顺序控制方式。只是在S3和S4步中，使用了比较指令，判断当前的列数D0和行数D1，确定下一步的跳转位置。详见图3.10中的注释。
D0: 0 1 2 3 4 5
D1: 0 1 2 3 4
Z 轴到位
Z 轴向下运动
子程序启动
延时0.5秒点胶阀开启 点胶阀关闭
Z 轴向上运动
Z 轴到位 子程序结束状态 = Off
子程序结束状态 = On
图3.10 点胶机主程序
设初始化值：
D0：列计数器，6列，0~5 D1：行计数器，5行，0~4
主程序启动按钮
调用子程序 子程序启动 子程序运行结束
调用子程序 子程序启动 子程序运行结束
X 轴右移10mm X 轴到位
D0减1 D0与0比较 D0 > 1，跳转至S1步 D0 = 0，跳转至S4步
开始新的一行 D1与0比较 D1 > 1，跳转至S5步 D1 = 0，跳转至S6步
X 轴左移50mm Y 轴下移10mm X 轴到位
D1减1 X 轴左移50mm Y 轴上移40mm X 轴到位
四. 人机界面的设计方法
ProU可设计出友好的人机交互界面，功能类似于触摸屏。可视化开发工具提供了丰富的控件，设计者可根据实际需要进行灵活设计。控件的设置与Visual BASIC、C#的相似。
下面以X轴手动调节位置为例，介绍人机界面的设计过程。
1. 设置脉冲当量
ProU可以设置每个轴的脉冲当量。方法如图4.1所示，其含义为X轴电机转动1个脉冲，X轴平台位移7.5微米。运动控制卡前续设置过程详见本文第二章第一节。
图4.1 X轴脉冲当量的设置
注意：位置单位设置为毫米，则参数表中的速度单位为mm/min，位移单位为微米。如图4.2、4.3、4.4所示。
图4.2 回原点的参数设置
2. 运动参数的寄存器
从图4.3中可看出，“定位数据”第1行的点位运动指令中的速度寄存在R404，定位位置寄存在R406。从图4.4中可看出，JOG运动的速度寄存在R176。
图4.3 X轴的定位数据
图4.4 X轴JOG运动的速度
在X轴“输入输出”参数表的下方可看到其他运动参数的地址，如图4.5所示。
轴的实际位置寄存在R22，轴的速度寄存在R32。
图4.5 X轴各状态的地址
3. 设计人机界面
1）在“工程数据”栏中，用鼠标右键点击工程名，添加“可视化”。
用鼠标右键点击工程树上的“可视化”，添加一个界面，设界面名称为Form。
鼠标左键双击“Form”，进入可视化界面的编辑窗体。如图4.6所示。
图4.6 添加可视化界面
2）在“工程数据”栏最下方，点击“可视化”；在“可视化”栏中，点击“标准控件”。
在“标准控件”栏中，选中控件“Button”，即按钮。按住左键，将其拖入左边的编辑窗体中。在左边“控件属性”栏中，将Text的值设为Run。同样，再拖3个Button控件，并将相应的Text设为Home、<-、->。如图4.7所示。
3）在“标准控件”栏中，选中控件“Label”，即标签。按住左键，将其拖入左边的编辑窗体中。在左边“控件属性”栏中，将Text的值设为Distance：。同样，再拖4个Button控件，并
分别将Text设为Max Speed：、Position：、Speed：、Jog Speed：。如图4.7所示。
图4.7 设计人机界面
4）在“标准控件”栏中，选中控件“TextBox”，即文本框。按住左键，将其拖入左边的编辑窗体中。然后再拖入3，分别放置在Distance：、Max Speed：、Position：、Speed：之后。如图4.7所示。
5）在“标准控件”栏中，选中控件“RadioButton”，即单选按钮。按住左键，将其拖入左边的编辑窗体中。然后再拖入2个，都放置在Jog Speed：之后，并在左边“控件属性”栏中，分别将它们的Text值设为High、Middle、Low。如图4.7所示。
6）可以选用控件GroupBox，将某一类控件圈在一起，并可在Text属性中填写名称。
7）编辑窗口右边是一排用于对齐控件位置的快捷键，使用方法和Word软件中的相同。
4. 编写梯形图
梯形图如图4.8所示，M0控制点位运动，M1控制回原点运动。M0、M1分别对应于图4.7中的按钮Run和Home。M11、M12、M13分别对应于单选按钮High、Middle、Low。这3个单选按钮用于设置JOG运动的速度。
M8002为初始化脉冲常开触点，PLC运行时第一个扫描周期为ON。程序一运行，M8002将M13设为ON。即程序开始时JOG运动的速度为Low。
5. 定义变量
在“工程数据”栏中，用鼠标右键点击工程名，添加“变量”。
用鼠标右键点击工程树上的“变量”，添加一个变量表，名称设为Variable。
鼠标左键双击“Variable”，进入变量表。如图4.9所示。
图4.8 与人机界面对应的梯形图
图4.9 变量表
鼠标左键点击变量表左侧的第一个图标，
添加变量。弹出的对话框如图4.10所示，填写名
称、地址、类型、格式。所有变量添加完后，结
果如图4.9所示。
在程序运行过程中，鼠标左键点击变量表左
侧的图标，可以监视变量的变化情况。
图4.10 变量设置对话框
6. 变量与控件关联
1）选中Distance：后面的文本框，在其属性框中点击“Action”行中的小按钮，在弹出的变量选择对话框中，选中变量Distance，如图4.11所示。
同样，将Max Speed：、Speed：、Position：后面的文本框的Action属性分别设为变量
运动控制卡开发四步曲 1使用黑金开发板实现脉冲控制的运动控制卡 运动控制器第一步：实现简单脉冲控制系统 方式、 占空比 可编程 脉冲输 出 1.1使用Quartus II软件建立SOPC工程，按照上图建立添加所需CPU及外设。 1.2使用Nios II建立UC-OS-II工程。 1.3在UC-OS-II中建立一个任务，用于收发以太网数据，跟上位机通讯。 1.4在Quartus II中加入编码器解析模块，将来自编码器的AB信号转化成位置和速度，并支持总线读写，最高编码器脉冲频率20M。 1.5在Quartus II中加入脉冲输出模块，实现CPU发出的脉冲速度和脉冲数，最高输出脉冲频率8M。 1.6在Nios II中规划速度曲线，周期200us输出一个脉冲速度。 1.7连接驱动器和电机进行调试。 1.8加入缓冲控制。 1.9加入高速捕获功能。 1.10加入回零功能。
2使用DSP开发板+黑金开发板实现脉冲控制的运动控制卡 运动控制器第二步：DSP+FPGA脉冲控制系统 方式、 占空比 可编程 脉冲输 出 电压保护 2.1在第一步的系统中，增加与DSP通信的模块。 2.2Nios II中接收到上位运动指令之后，发出中断信号给DSP，DSP读取运动数据。 2.3DSP读取位置信号，规划出速度曲线输出到FPGA输出脉冲。 3. 连接驱动器和电机进行调试。 3使用DSP开发板+黑金开发板实现速度控制的运动控制卡
运动控制器第三步：DSP+FPGA 速度控制系统 8路模 拟量输出 3.1在第二步的基础上，在DSP 中增加位置环调节算法，输出速度曲线到FPGA ，FPGA 控制DA 输出模拟量。 3.2连接驱动器和电机进行调试。 4实现速度控+脉冲制的运动控制卡 电压保护 运动控制器第四步：DSP+FPGA 速度控制运动控制器 8路模 拟量输出 16方式、占空比可编程脉冲输出 线驱动器
《机电传动控制》试卷 A 适用专业：机制考试日期： 考试时间：120分钟考试形式：闭卷试卷总分：100分 一、填空（每空1分）： 1. 直流电动机的调速方法有____ __ ，和。 2．一台三相异步电动机的额定转速为980r/min，则其极数为，同步转速为，起动时转差率为，额定转差率为。 3．鼠笼型异步电动机的减压起动方法有、、和。 4. 通电延时的时间继电器有两种延时动作的触头。即，符号为；和符号为。 5. 电气控制系统中常设的保护环节有、 和、。 6. F-40M型PLC的内部等效继电器有、、 、和几种。 二、简答题。（每小题5分） 1．交流电器的线圈能否串联使用？为什么？ 2．三相鼠笼式电动机在运行中断了一根电源线未及时发现会导致什么后果？3．简述直流电动机能耗制动的方法。 4．当三相交流异步电动机在额定负载下运行时，由于某种原因，电源电压降低了30%，问此时通入电动机定子绕组的电流是增大还是减少？为什么？5. 试说明下图几种情况下，系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头方向为转矩的实际方向）。 a b c d e 三、计算题（每题12分）： 1. 一台U N=220V，I N=136.5A，R a=0.22Ω的他励直流电动机。 1）如直接起动，起动电流I St是多少？ 2）若要求起动电流是额定电流的两倍，采用电枢回路串电阻起动，应串多大的电阻？采用降低电源电压起动，电压应降至多少？ 2. 一台交流三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P N=10kW， n N=1460r/min，U N=380 V，△接法，ηN=0.868，cosφ=0.88；试求：1） 额定输入电功率；2）额定电流；3）输出的额定转矩；4）采用Y-△ 换接启动时的启动转矩。 四、设计题： 1. 设计某机床刀架进给电动机的控制线路，应满足如下的工艺要 求： 按下启动按钮后，电机正转，带动刀架进给，进给到一定位置时，刀架停止，进行无进刀切削，经一段时间后刀架自动返回，回到原位 又自动停止。试画出主电路和控制线路。（本题15分） 2. 试用F—40M型PLC设计一台小于10KW的三相鼠笼式异步电 动机正反转的控制程序，要求：（本题12分） 1）绘出电动机主电路（应有必要的保护）2）绘出PLC的安装接线 图 3）绘出PLC的梯形图4）写出PLC的指令程序
《机电传动控制与PLC技术》课程实验教学大纲 课程名称 机电传动控制与PLC技术 课程学时 40 课程学分 2.5 课程属性 专业选修课 适用专业 自动化、电气工程及其自动化专业 课程性质 非独立设置的实验课程 先修课程 电机学、电机与拖动、工厂供电等 一、课程简介 本课程主要介绍常用控制电器的结构、原理、用途及型号 电气控制的基本线路 典型生产设 备电气控制系统 PLC的基本原理 三菱PLC的基本指令及顺序控制指令、功能指令 PLC的通信与 联网技术 PLC正确选用及PLC控制系统的简单设计。 二、课程实验目的 1、进行实验基本技能的训练 2、巩固、加深并扩大所学的基本理论知识 培养解决实际问题的能力 3、培养实事求是、严肃认真细致踏实的科学作风和良好的实验习惯 为将来从事生产和科学实验打 下必要的基础。 三、实验方式及基本要求 电气控制实验要求3-4人一组 按要求完成规定的实验项目 PLC实验要求单人单机实验 按要 求完成规定的实验项目。 要求能独立完成规定的实验项目 学会继电接触器控制线路的分析和设计方法 会观察实验现 象 会设计简单的控制险路 有解决简单控制线路故障的能力 掌握编程器、编程软件的使用 能 阅读和分析实际PLC程序与梯形图 能进行简单的程序设计 运行、调试、维护可编程序控制器系 统。 四、实验报告要求 实验报告是实验工作的全面总结 要用简明的形式将实验结果完整和真实的表达出来 报告要求简明扼要 字迹工整 分析合理。图表整齐清楚 线路图要用铅笔及绘图仪器绘制 不应徒手描 画。报告包括以下几项内容 1、实验名称、专业、班级、姓名、同组者名称、实验台号、实验日期、交报告日期。 2、实验目的 3、实验线路图 4、实验设备
目录 PMAC控制卡学习（硬件） (2) 第一章PMAC简介 (2) 1.1 PMAC的含义和特点 (2) 1.2 PMAC的分类及区别 (2) 1.2.1 PMAC的分类 (2) 1.2.2 PMAC 1型卡与2型卡的主要区别 (2) 第二章Turbo PMAC Clipper控制器硬件配置 (3) 2.1 Turbo PMAC Clipper控制器简介 (3) 2.2 Turbo PMAC Clipper硬件配置 (3) 2.2.1 Turbo PMAC Clipper硬件标准配置为： (3) 2.2.2 Turbo PMAC Clipper控制器可选附件 (6) 2.2.2.1 轴接口板 (6) 2.2.2.2 反馈接口板 (6) 2.2.2.3 数字I/O接口板 (7) 第三章Turbo PMAC Clipper设备连接 (7) 3.1 板卡安装 (7) 3.2 控制卡供电 (7) 3.2.1 数字电源供电 (7) 3.2.2 DAC（数字/模拟转换）输出电路供电 (7) 3.2.3 标志位供电 (8) 3.3 限位及回零开关 (8) 3.3.1 限位类型 (8) 3.3.2 回零开关 (8) 3.4电机信号连接 (8) 3.4.1增量式编码器连接 (8) 3.4.2 DAC 输出信号 (9) 3.4.3 脉冲&方向（步进）驱动 (10) 3.4.4 放大器使能信号(AENAn/DIRn) (10) 3.4.5 放大器错误信号(FAULT-) (10) 3.4.6 可选模拟量输入 (11) 3.4.7 位置比较输出 (11) 3.4.8 串行接口(JRS232) (11) 3.5 设备连接示例 (11) 3.6 接口及指示灯定义 (13) 3.7 跳线定义 (15) 3.8 Turbo PMAC Clipper端口布置及控制结构图 (19) 附件 (21) 1.接口各针脚定义 (21) 2. 电路板尺寸及孔位置 (30)
五、计算题（要求写出主要步骤每题10分） 1.有台直流他励电动机，其铭牌数据为： PN＝5．5kW，UN=Uf=220V，nN=1500r／min，η=0．8，Ra＝0．2 Ω。试求： ①额定转矩TN ②额定电枢电流IaN； ③额定电枢电流时的反电势； ④直接启动时的启动电流； ⑤若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串人多大的启动电阻?此时启动转矩为多少? 解：1. TN=9.55PN/nN=9.55*5.5*1000/1500=35 N.m 2. IaN=pN/ (ηUN)=31.25A 3.E=UN-IaNRa=220-31.25*0.2=213.75V 4.Ist=UN/Ra=220/0.2=1100A 5.I’st=UN/(Ra+Rad) ≤3IsN Rad≥UN/3IaN-Ra=220/(3*31.25)-0.2=2.15Ω T’st=KtφI’st=(9.55E/nN)3IaN=(9.55*213.75/1500)*3*31.25=127.6 N.m
2．某一调速系统在高速时的理想空载转速 no1=1450r／min，低速时的理想空载转速n02=100r／min，额定负载时的转速降△nN=50rmin。 ①试画出该系统的静特性； ②求出调速范围D和低速时系统的静差度s2； ③在nmax与s2一定时，扩大调速范围的方法是什么?调速系统中应采取什么措施保证转速的稳定性? 解：1.静特性 2. D=nmax/nmin=(n01- △nN)/ (n02- △nN) =(1450-50)/(100-50)=28 S2= △nN/n02=0.5 2.有一台三相异步电动机，正常运行时为Δ接法，在额定电压UN下启动时，其启动转矩 Tst=1.2TN(TN为额定转矩)，若采用 Y—Δ换接启动，试问当负载转矩TL=35％TN时，电动机能否启动?为什么? TstY=1/3*1.2TN=0.4TN>0.35TN=TL 3.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速?减速?还是勾速?(图中箭头方向为转矩的实际作用方向)
工程硕士实践报告 工程硕士专业学位是与工程领域任职资格相联系的专业性学位，它与工学硕士学位处于同一层次，但类型不同，各有侧重。下面是为大家带来的工程硕士实践报告 1、实践内容 随着工业过程自动化水平的不断提高，企事业单位与高校实验室等相关需求企业对自身的一些需要进行大量重复性工作的机电控制设备提出了一些自动化工作要求。我在xxxx测试控制设备厂进行专业实践时，主要就是结合某企业的设备自动化升级改造要求，对该企业原有的一套手动控制传动设备进行现代化升级改造，在近一年的专业实践中，我全程参与了该改造任务的全部工作，这对我的专业知识的积累以及本专业现有加工与设计技术水平有了长足的认识与提高。针对原有的手动控制传动设备进行自动化升级改造的研究过程是一个多学科领域交叉与融合的研究过程。在本次专业实践工作中，首先在多次深入了解该企业现有的手动设备的工作情况与性能需求以及使用方其他一些设计要求等调研的基础上，提出了基于现有设备的自动化设计改造方案，该方案力求设计合理、节约成本的基础上，实现设备的自动化控制，节约人力并提高产品可靠性等目的。通过该设备的升级改造，在与实习企业兴平市秦通测试控制设备厂的共同努力下，我们积累了一套手动控制设备升级改造为自动化设备的实际设计与改造经验。本次实践工作的总体内容主要包括以下几个方面：
(1)机电传动控制设备性能需求与工况要求分析 通过多次深入进入该企业车间了解以及与该手动设备的现有使用人员的多次交谈，并结合该企业相关技术人员与领导同志多次协商的基础上，我们了解了对方的主要改造需求：该手动设备需要完成大量重复性工作，并且本身有一定的精度问题，希望能够将其改造成一套自动化控制设备与适当提高其运动精度并且能够记录其所加工产品的相关信息以备后查。同时，我们考查了该设备的现有使用条件与工况要求，以为进一步的改造工作提出一些环境要求。 (2)机电传动控制设备系统方案设计与分析 结合多次的协商与沟通的基础上，我们在分析设备性能分析的基础上，我们提出了一套手动与电动两套动力系统，滚珠丝杠为运动传动部件，利用光学光栅尺进行测量反馈，并利用自主开发的软件系统进行控制的软、硬件系统结合的设备改造方案。 (3)机电传动控制设备各个子模块结构详细设计 根据上述设计方案，我们首先进行了明确的工作划分，这样就可以提高人员利用效率，结合任务需求，我们将任务分为软件系统和硬件系统两个子模块，我加入硬件系统模块。硬件系统主要负责电动机、减速器与光栅尺组件的选型与采购，工作平台的设计，基准以及其他组件的设计加工工作;软件系统负责整个系统的软件平台的开发。 (4)机电传动控制设备软、硬件加工与制造，以及购买部分组件; 在结合兴平市秦通测试控制设备厂现有技术条件的基础上，我们对软、硬件系统的部分组件选择了进行外协的方式，对于我厂的特长的
1.1维鸿系统的安装 在安装新的维鸿前，请删除旧版本的维鸿。删除的方法请参考程序卸载一节。维鸿系统包括软件和运动控制卡两部分。所以，系统的安装也分为两个阶段：软件安装和运动控制卡的安装。 总体上，请您在安装完软件之后再安装运动控制卡，这样运动控制卡的驱动 程序就不需要单独安装。所以简单以说，可以分为这样几个步骤： (1)安装维鸿软件，待安装程序提示关闭计算机后，关闭计算机。 (2)关闭计算机后，安装运动控制卡。 (3)重新启动计算机，进入Windows操作系统后，略微等待一会，待Windows 自动完 成配置，整个安装工作就算完成了。 (4)运行维鸿系统。 下面详细介绍其中的关键步骤。 维鸿软件安装 请按照下面的步骤安装软件： (1)打开计算机电源，启动计算机，系统自动运行进入Windows操作系统。 如果你还没有安装Windows操作系统，请首先安装该操作系统。 (2)Windows操作系统启动后，注意请关闭其他正在运行的程序。 (3)解压维鸿V2.0免安装包，打开里面的dotNetFrameWork文件夹，安装 dotNetFx40_Full_x86_x64.exe (4)打开维鸿V2.0文件夹，右键创建桌面快捷方式
(5)双击打开桌面快捷键方式，运行维鸿。 NcStuHio.... 维鸿软件驱动安装 USB 设备驱动支持XP 、win7或win8等32位操作系统，任何一个小的错误 都有可能安装驱动失败。 1. 将USB 数据线连接到电脑任意 USB 接口，若出现新硬件向导信息提示 中选“是，仅这一次(I ) ”选项，点击“下一步”。在出现新硬件向导信息提示 中选“从列表或指定位置安装(高级)”选项，点击“下一步”。 X Nc^tudi^.exe 二 NcStudia.txe.config 话 ” Ncituclio.ini ,INcstudi? 」Ncitudisoooooao 込 Noiijdll Ncuixllljcorifiig O public.dat X WHDJcc 空 2y U S B Ds vAtkr .d 11 2015-S^I 14:21 创建日! S9J KB 36D 云盘 嵯(H) WifilVlerge 康用360im 占用 梔用3讯動删住 隹角北0时本旦云査棗 梅用何勰右歸理 口上传到百度云 雄到任务栏(K) 附刹［幵冏菓鱼(U) 瓯以前旳龄S 盘送對㈣ 蛊切⑴ 复制(0 IW) 创建快捷方式(S) 892 KE Figurdti... 1 KB 1 KB 73 KB 2 KG 4展 1,243 KB Team Viewer 辫 传惑初 Q 压宿izi p p E d)艾彳牟宝 邮件阳牛人 ■ ,DVD RW 3動髓 ?
目录
PMAC控制卡学习（硬件） 第一章PMAC简介 PMAC的含义和特点 1．PMAC的含义： PMAC是program multiple axis controller 可编程的多轴运动控制卡。 的特点： PMAC卡是美国Delta Tau公司九十年代推出的多功能运动控制器，能够提供运动轴控制，PLC控制和数据采集等多种功能。 PMAC的分类及区别 PMAC的分类 1. PMAC卡按控制电机的来分：有1型卡和2型卡。1型卡控制信号为±10V 模拟量，主要用速度方式控制伺服电。2型卡输出PWM数字量信号，可直接变为PULSE+DIR信号，来控制步进电机和位置控制方式的伺服电机。 2. PMAC卡按控制轴数来分：有2轴卡(MINI PMAC PCI)，4轴卡(PMAC PCI Lite，PMAC2 PCI Lite，PMAC2A-PC/104及Clipper)，8轴卡：（PMAC-PCI，PMAC2-PCI，PMAC2A-PC/104及Clipper），32轴卡：（TURBO PMAC和TURBO PMAC2）。 3. PMAC卡按通讯总线形式分：有ISA总线，PCI总线，PCI04总线，网口和VME总线。PMAC各种轴数的1型和2型卡，都有上述的计算机总线方式供选择。PMAC除上述形式外，还可以提供集成的系统级产品．有：UMAC，IMAC400，IMAC800 ，IMAC flexADVANTAGE400 ，ADVANTAGE900等。 PMAC 1型卡与2型卡的主要区别 PMAC 1 PMAC2 CPU时钟（缺省）20MHZ 40MHZ
控制信号形式DAC模拟量PWM数字量 双端口RAM选项只有8轴卡不在板在板 在板I/O点数16IN 16OUT 32IN/OUT +8IN 8 OUT 常用接线板ACC8D ACCP ACC8F ACC8S ACC8E 第二章Turbo PMAC Clipper控制器硬件配置Turbo PMAC Clipper控制器简介 Turbo PMAC Clipper控制器(Turbo PMAC2 Eth-Lite) 是一款具备全部Turbo PMAC 特征的，用于对成本极端敏感的应用的多轴运动控制器。这种功能强大的，但是又同时具备结构紧凑和超高性价比优点的多轴运动控制器，标准版本即带有Ethernet 以太网和 RS232 通讯接口以及内置 I/O。 Clipper 控制器不仅采用了一颗完整的Turbo PMAC2-CPU 而且提供了一个四轴伺服或步进控制加32个数字I/O 点的最小配置，控制轴数和I/O还可以扩展。 Turbo PMAC Clipper硬件配置 Turbo PMAC Clipper硬件标准配置为： ●电路板尺寸是110mm×220mm； ●80 MHz DSP56303 Turbo PMAC CPU（CPU时钟频率为80MHZ）； ●256k x 24用户SRAM(即静态随机存储器,是一种具有静止存取功能的，不需 要刷新电路即能保存它内部存储的数据。存储容量为256K,地址线有24条。)； ●1M x 8 flash mermory用于备份及固件存储；(闪存是一种非易失性，即断 电数据也不会丢失。内存为1M，8条I/O接口。)； ●RS-232串行接口；（上的之一，通常 RS-232 接口以9个(DB-9)的型态出现， 一般个人上会有两组 RS-232 接口，分别称为 COM1 和 COM2。）； ●100 Mbps以太网接口；（传输速率100Mbps=100/8=s） ●480 Mbps USB 接口；
２０１６年１月第４４卷第２期机床与液压ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＪａｎ ２０１６Ｖｏｌ ４４Ｎｏ ２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－３８８１ ２０１６ ０２ ０４８ 收稿日期：２０１４－１１－０３ 作者简介：张从鹏（１９７５ ），男，博士，副教授，研究方向为数字化制造技术与装备三Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｏａｒｉｎｇｒｏｃ＠ｎｃｕｔ ｅｄｕ ｃｎ三基于ＤＳＣ和ＦＰＧＡ的运动控制卡设计 张从鹏，刘同，赵康康 （北方工业大学机电工程学院，北京１００１４４） 摘要：针对四轴运动控制卡进行研究，设计了一种基于数字信号控制器ＤＳＣ和ＦＰＧＡ双核架构的四轴数字量和模拟量运动控制卡；开发了数字脉冲输出模块二模拟量模块二标志位模块二编码器接收模块及接口电路等硬件；基于开发的硬件系统，实现了运动控制粗精两级插补算法，粗插补采用数据采样算法，精插补采用数字积分法，完成了控制卡软硬件调试三实验结果表明：控制卡实现了步进电机和伺服电机的多轴精确位置控制，性能稳定，可以满足多数工业场合应用三 关键词：四轴运动控制卡；ＤＳＣ；ＦＰＧＡ；插补算法 中图分类号：ＴＰ２３一一文献标志码：Ｂ一一文章编号：１００１－３８８１（２０１６）２－１５６－３ ＤｅｓｉｇｎｏｆＭｏｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＢａｓｅｄｏｎＤＳＣａｎｄＦＰＧＡ ＺＨＡＮＧＣｏｎｇｐｅｎｇ，ＬＩＵＴｏｎｇ，ＺＨＡＯＫａｎｇｋａｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｆｏｕｒ?ａｘｉｓｄｉｇｉｔａｌａｎｄａｎａｌｏｇｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄｏｎｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＤＳＣ）ａｎｄＦＰＧＡｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｉｎ?ｃｌｕｄｉｎｇｄｉｇｉｔａｌｐｕｌｓｅｏｕｔｐｕｔｍｏｄｕｌｅ，ａｎａｌｏｇｍｏｄｕｌｅ，ｆｌａｇｍｏｄｕｌｅ，ｅｎｃｏｄｅｒｒｅｃｅｉｖｅｒｍｏｄｕｌｅａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｉｒｃｕｉｔ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｅｖｅｌ?ｏｐｅｄｈａｒｄｗａｒｅ，ｃｏａｒｓｅａｎｄｆｉｎｅｔｗｏｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｓａｍｐｌｅ?ｄａｔａｗａｓｃｈｏｓｅｎａｓｃｏａｒｓｅｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ，ｄｉｇｉｔａｌｄｉｆｆｅｒ?ｅｎｔｉａｌａｎａｌｙｚｅｒｗａｓｃｈｏｓｅｎａｓｆｉｎｅｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃａｒｄｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｂｕｇｇｉｎｇｗｅｒｅａｌｓｏｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎ?ｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃａｒｄｉｓｕｓｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｍｕｌｔｉ?ａｘｉｓｐｒｅｃｉｓｅｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｔｏｓｔｅｐｐｅｒ／ｓｅｒｖｏｍｏｔｏｒ，ｉｔｃａｎｍｅｅｔｍｏｓｔｉｎ?ｄｕｓｔｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｆｏｕｒ?ａｘｉｓｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；Ｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＤＳＣ）；Ｆｉｅｌｄｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｇａｔｅａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）；Ｉｎｔｅｒｐｏｌａ?ｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ一一运动控制卡作为运动控制系统中的核心数据处理部件，是高性能运动控制的重要部件，对其性能的要 求也越来越高三目前工业上应用的运动控制卡多采用ＤＳＰ或ｘ８６芯片作为主处理器，依靠其强大的数据处理能力实现系统管理和数据插补，造价高昂，运动控 制的实时性得不到保障［１］三随着微电子技术的发展，以ＳＴＭ３２Ｆ４为代表的新一代处理器数字信号控制器（ＤＳＣ）应运而生三ＤＳＣ是一种集微控制器（ＭＣＵ）和数字信号处理器（ＤＳＰ）专长于一身的新型处理 器，既集成了ＤＳＰ处理器的实时硬件算法，又具有ＭＣＵ接口丰富的优点，系统功耗低，十分适合电机控制二电源转换和传感器处理等领域［２－３］三作者面向工业应用，基于ＤＳＣ＋ＦＰＧＡ硬件架构，采用ＤＳＣ处理器ＳＴＭ３２Ｆ４０７ＺＧＴ６和ＦＰＧＡ芯片ＥＰ４ＣＥ１０Ｆ１７Ｃ８Ｎ 设计新型运动控制卡，粗精两级插补实现运动控制， 具有一定的现实意义三 １一运动控制卡结构 运动控制卡采用ＤＳＣ＋ＦＰＧＡ双核心结构，利用 了ＤＳＣ的控制器接口资源丰富和ＦＰＧＡ硬件可编程 及并行处理特点三ＤＳＣ负责接口二通信二数控粗插补二系统管理等功能，其上连接ＲＳ２３２接口二以太网接口二ＵＳＢ接口二ＦＬＡＳＨ二ＥＥＰＲＯＭ等存储芯片等三ＦＰＧＡ负责数控精插补模块二运动控制接口模块，其中包括：脉冲接口，编码器接口，Ｉ／Ｏ接口，标志位及手轮接口等５个接口功能三运动控制卡硬件结构如图１所示 三 图１一运动控制卡的基本结构
机电传动与控制 一、填空题 1、凡是自动或手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换、和调节目的的电气元件统称为电器。 2、电器按工作电压等级分为低压电器和高压电器。 3、低压电器是指，工作电压在交流1200V或直流在1500V以下的各种电器。 4、高压电器是指，工作电压在交流1200V或直流在1500V以上的各种电器。 5、电器按用途分为控制电器、主令电器、保护电器、配电电器和执行电器。 6、电器按工作原理分为电磁式电器和非电量控制电器。 7、电磁式电器大多主要由感测部分（电磁机构）和执行部分（触头系统）组成。 8、电磁机构是电磁式电器的感测部分，它的主要作用是将电磁能量转换为机械能量，带动触头动作，从而完成接通和分断电路。 9、电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁等组成。 10、常用的磁路结构分为衔铁沿棱角转动的拍合式铁心、衔铁沿轴转动的拍合式铁心、衔铁直线运动的双E型直动式铁心。 11、电磁式电器分为直流和交流两大类，都是利用电磁感应原理制成。 12、吸引线圈的作用是将电能转换成磁场能量。 13、所谓电磁铁的吸力特性，是指电磁吸力Fat随衔铁与铁心间气隙δ变化的关系曲线。 14、所谓电磁铁的反力特性，是指反作用力Fr随衔铁与铁心间气隙δ变化的关系曲线。 15、交流电磁铁装短路环的作用是消除振动和噪声。 16、电器的触头主要有桥式触头和指形触头两种结构型式。 17、常用的灭弧方法有电动力灭弧、磁吹灭弧、灭弧罩灭弧和栅片灭弧等。 18、常用的开关电器主要有刀开关、转换开关、断路器和漏电保护断路器。 19、刀开关由操作手柄、触刀、静插座和绝缘底板组成。 20、刀开关按刀数分为单极、双极和三极。 21、转换开关又称组合开关。 22、断路器俗称自动开关，是用于低压配电电路不频繁通断控制，在电路发生短路、过载或欠电压等故障时，能自动分断故障电路，是低压配电线路中应用广泛的一种保护电器。 23、漏电保护断路器是一种安全保护电器，在电路中作为触电和漏电保护之用。 24、熔断器是用于配电线路的严重过载和断路保护。 25、熔断器的安秒特性是指熔断器的熔断时间与熔断电流的关系曲线。 26、熔断器的类型主要有：插入式、螺旋式、封闭管式和新型熔断器四种。 27、选择熔断器时，其额定电压应大于或等于线路的工作电压。 28、熔体额定电流电流的大小与负载的大小及性质有关。 29、主令电器是自动系统中专用于发布控制指令的电器。 30、主令电器按作用分为控制按钮、位置开关、万能转换开关和主令控制器等。 31、行程开关是一种利用生产机械的某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器。 32、接近开关又称无触点行程开关，是以不直接接触方式进行控制的一种位置开关。 33、万能转换开关是一种多档位、控制多回路的组合开关，用于控制电路发布控制指令或用于远距离控制。 34、接触器能频繁地接通或断开交直流主电路，实现远距离自动控制。 35、接触器有交流接触器和直流接触器两类。 36、继电器是根据某种输入信号接通或断开小电流控制电路，实现远距离自动控制和保护的自动控制电器。 37、继电器按输出形式分为有触点和无触点两类。
运动控制卡概述 ? ?主要特点 ?SMC6400B独立工作型高级4轴运动控制器 功能介绍: 高性能的独立工作型运动控制器以32位RISC为核心，控制4轴步进电机、伺服电机完成各种功能强大的单轴、多轴运动，可脱离PC机独立工作。 ●G代码编程 采用ISO国标标准G代码编程，易学易用。既可以在文本显示器、触摸屏上直接编写G代码，也可以在PC机上编程，然后通过USB通讯口或U盘下载至控制器。 ●示教编程 可以通过文本显示器、触摸屏进行轨迹示教，编写简单的轨迹控制程序，不需要学习任何编程语言。 ●USB通讯口和U盘接口 支持USB1.1全速通讯接口及U盘接口。可以通过USB接口从PC机下载用户程序、设置系统参数，也可用U盘拷贝程序。
●程序存储功能 程序存储器容量达32M，G代码程序最长可达5000行。 ●直线、圆弧插补及连续插补功能 具有任意2-4轴高速直线插补功能、任意2轴圆弧插补功能、连续插补功能。应用场合: 电子产品自动化加工、装配、测试 半导体、LCD自动加工、检测 激光切割、雕铣、打标设备 机器视觉及测量自动化 生物医学取样和处理设备 工业机器人 专用数控机床 特点: ■不需要PC机就可以独立工作 ■不需要学习VB、VC语言就可以编程 ■32位CPU, 60MHz, Rev1.0 ■脉冲输出速度最大达8MHz ■脉冲输出可选择: 脉冲/方向, 双脉冲 ■2-4轴直线插补 ■2轴圆弧插补 ■多轴连续插补 ■2种回零方式 ■梯型和S型速度曲线可编程
■多轴同步启动/停止 ■每轴提供限位、回零信号 ■每轴提供标准伺服电机控制信号 ■通用16位数字输入信号，有光电隔离 ■通用24位数字输出信号 ■提供文本显示器、触摸屏接口 技术规格: 运动控制参数 运动控制I/O 接口信号 通用数字 I/O 通用数字输入口 通用数字输出口 28路，光电隔离 28路，光电隔离，集电极开路输出 通讯接口协议
目录 PMAC控制卡学习（硬件） (3) 第一章 PMAC简介 (3) 1.1 PMAC的含义和特点 (3) 1.2 PMAC的分类及区别 (4) 1.2.1 PMAC的分类 (4) 1.2.2 PMAC 1型卡与2型卡的主要区别 (4) 第二章Turbo PMAC Clipper控制器硬件配置 (5) 2.1 Turbo PMAC Clipper控制器简介 (5) 2.2 Turbo PMAC Clipper硬件配置 (5) 2.2.1 Turbo PMAC Clipper硬件标准配置为： (5) 2.2.2 Turbo PMAC Clipper控制器可选附件 (8) 2.2.2.1 轴接口板 (8) 2.2.2.2 反馈接口板 (9) 2.2.2.3 数字I/O接口板 (9)
第三章 Turbo PMAC Clipper设备连接 (9) 3.1 板卡安装 (9) 3.2 控制卡供电 (10) 3.2.1 数字电源供电 (10) 3.2.2 DAC（数字/模拟转换）输出电路供电 (10) 3.2.3 标志位供电 (10) 3.3 限位及回零开关 (10) 3.3.1 限位类型 (11) 3.3.2 回零开关 (11) 3.4电机信号连接 (11) 3.4.1增量式编码器连接 (11) 3.4.2 DAC 输出信号 (12) 3.4.3 脉冲&方向（步进）驱动 (12) 3.4.4 放大器使能信号(AENAn/DIRn) (13) 3.4.5 放大器错误信号(FAULT-) (13)
3.4.6 可选模拟量输入 (13) 3.4.7 位置比较输出 (14) 3.4.8 串行接口(JRS232) (14) 3.5 设备连接示例 (14) 3.6 接口及指示灯定义 (16) 3.7 跳线定义 (19) 3.8 Turbo PMAC Clipper端口布置及控制结构图 (23) 附件 (26) 1.接口各针脚定义 (26) 2. 电路板尺寸及孔位置 (35) PMAC控制卡学习（硬件） 第一章 PMAC简介 1.1 PMAC的含义和特点 1．PMAC的含义：
1. 引言 1.1 课程设计的目的： 电气控制系统是由各种低压电器和PLC 控制器按一定要求组成的控制系统。通过机电传动系统课程设计，进一步掌握各种低压电器和PLC 的结构原理、选用及使用；正确处理使用中出现的各种问题；了解器件和系统之间的关系；培养正确的设计思想、理论联系实际的工作作风、分析问题和解决问题的能力、运用标准与规范的能力、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。 1.2 课程设计的内容及要实现的目标： 如图所示： 图1. 模型图 主要内容包括： 1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等； 2. 系统有启动、停止功能; 3. 运用功能指令进行PLC 控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序； 4. 程序结构与控制功能自行设计； 5. 进行系统调试，实现机械手臂搬运加工流程的控制要求。 要实现的目标： 有两部机械对工作物进行加工，对象由输送带A 送到加工位置，然后由机械手将加工物送至工作台1的位置进行第一次加工，当第一步骤加工完成后，机械手臂将工作物夹
起送至工作台2进行第二步加工：当第二步骤加工完成后，机械手臂将工作物放到输送带B送走，然后由7段数码管显示加工完成的数量。 15 左移 ST4 14 上升 YA3 ST1 图2. 机械手工艺流程图 机械手工作前应位于原点，不同的位置分别装有行程开关。ST1为下限为开关，ST2为上限位开关，ST3为右极限位开关，ST3为左限位开关。 机械手的上、下、左、右移动以及工件的夹紧，均由电磁阀驱动气缸来实现。电磁阀YA1通电，机械手下降；电磁阀YA2通电，夹紧工件；电磁阀YA3通电，机械手上升；电磁阀YA4通电，电磁阀右移；电磁阀YA5通电，机械手左移。
基金颁发部门：国家自然科学基金委；项目名称：宽谱XCT 的投影数据模拟以及投影数据校正方法的研究；编号：60551003；基金申请人：牟轩沁，邓振生； 备注：本论文是基金项目中仪器设备研究科目："控制X线机双能量曝光的控制设备"的控制方法研究之一。 基于运动控制卡的控制系统的设计与实现 Design and implementation of motion control system based on motion control card 柳叶青1，*邓振生1，陈真诚1，牟轩沁2 LIU Ye-qing1, DENG Zhen-sheng, CHEN Zhen-cheng, MOU Xuan-qin2 （1.中南大学信息物理工程学院生物医学工程研究所，湖南 长沙 410083； 2.西安交通大学电子与信息工程学院图像处理与模式识别研究所，陕西 西安 710049） （1.Institute of Biomedical Engineering, School of Info-Physic and Geomatic Engineering, Central South University, Changsha, Hunan, 410083, China; 2. Institute of Image Processing and Pattern Recognition, The School of Electronic and Information Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, Shanxi, 710049, China）摘 要：本文介绍了一个基于多轴运动控制卡的运动控制系统。该系统以工控计算机、通用操作系统、PCI-8134多轴运动控制卡及其功能库函数为平台，采用VC++开发的人机界面，实现了三轴（X，Y，Z轴）独立运动、各个轴的连续直线运动以及梯形加减速运动等功能。 关键词：PCI-8134运动控制卡；运动控制；VC++ Abstract: In this article, a motion control system based on control card of multi-axis movement was introduced. It is grounded on the industrial computer, the common operation system; a multi-axis motion control card, PCI-8134, and its movement function library, the interface in VC++ Language can be programmed in order to implement the control. The motion control functions include the movement of three axes separately; continuous linear movement and T-curve acceleration/deceleration movement of each axes, etc. Key words: motion control card PCI-8134, motion control, VC++ 0 引言 运动控制技术的发展是推动新的产业革命的关键技术。传统的数字运动控制装置一般直接采用微机或单片机来实现位置控制，外围电路复杂，计算速度慢。近年来，对运动控制系统的速度和精度的要求愈来愈高，使得传统的运动控制系统难以取得满意的控制效果，因此急需一种运算速度快、可以满足高精度运动控制的。随着技术的成熟稳定，目前市场上出现了种类繁多的运动控制卡。 本研究利用基于PCI总线的PCI-8134多轴运动控制卡及其功能库函数、工控计算机，设计了可控制多轴的步进电机、按照编程预定的运动轨迹及运动参数作定位运动的控制系统。本系统具有通用性，可方便地移植到各种运动控制系统的开发中去，例如机器人、雕刻机及专用数控机床的开发等。 1 基于运动控制卡的运动控制系统实现原理 运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。运动控制卡与PC机构成主从式控制结构：PC 机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作，例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等；控制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、原点和限位等信号的检测等。 运动控制卡通过板卡接口输出PC机运算结果的运动控制脉冲数和运动方向控制等信号，经过伺服驱动功率放大器放大后，驱动步进电机或交流数字伺服电机转动，再通过滚珠丝杠传动机械，驱动两轴或三轴精密十字工作台运动。对于运动目标位置控制通常有两种模式：一种模式是采用步进电机驱动的开环控制系统模式，另一种是采用交流数字伺服电机驱动闭 * 本文通讯作者：邓振生
TM=TL TM
a b c d e 三、计算题（每题12 分）： 1. 一台 U N=220V，I N=136.5A，R a=0.22Ω的他励直流电动机。 1）如直接起动，起动电流I St是多少？ 2）若要求起动电流是额定电流的两倍，采用电枢回路串电阻起 动， 应串多大的电阻？采用降低电源电压起动，电压应降至多少？ 号 2. 一台交流三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：N 学P =10kW ， N N N n =1460r/min，U =380 V，△接法，η =0.868，cos φ =0.88；试求： 1） 额定输入电功率；2）额定电流；3）输出的额定转矩；4）采用Y-△换 接启动时的启动转矩。 名四、设计题： 姓 1. 设计某机床刀架进给电动机的控制线路，应满足如下的工艺要求： 按下启动按钮后，电机正转，带动刀架进给，进给到一定位置时，刀架停止，进行无进刀切削，经一段时间后刀架自动返回，回到原位 又自动停止。试画出主电路和控制线路。（本题15分） 级 2. 试用F—40M型PLC设计一台小于10KW的三相鼠笼式异步电班 动机正反转的控制程序，要求：（本题12分） 业 1）绘出电动机主电路（应有必要的保护）2）绘出PLC的安装接线专 图 3）绘出 PLC 的梯形图4）写出 PLC 的指令程序系院
2. VC 编程示例 2.1 准备工作 (1) 新建一个项目,保存为“ VCExample.dsw ”； (2) 根据前面讲述的方法,将静态库“ 8840.lib ”加载到项目中； 2.2 运动控制模块 (1) 在项目中添加一个新类,头文件保存为“ CtrlCard.h ”,源文件保存为“ CtrlCard.cpp ”； (2) 在运动控制模块中首先自定义运动控制卡初始化函数,对需要封装到初始化函数中的库函数进行初始化； (3) 继续自定义相关的运动控制函数, 如：速度设定函数,单轴运动函数,差补运动函数等； (4) 头文件“ CtrlCard.h ”代码如下： # ifndef __ADT8840__CARD__ # define __ADT8840__CARD__ 运动控制模块 为了简单、方便、快捷地开发出通用性好、可扩展性强、维护方便的应用系统,我们在控制卡函数库的 基础上将所有库函数进行了分类封装。下面的示例使用一块运动控制卡 ****************************************************** #define MAXAXIS 4 //最大轴数 class CCtrlCard { public: int Setup_HardStop(int value, int logic); int Setup_Stop1Mode(int axis, int value, int logic); (设置stop1 信号方式) int Setup_Stop0Mode(int axis, int value, int logic); (设置stop0 信号方式) int Setup_LimitMode(int axis, int value1, int value2, int logic); (设置限位信号方式) int Setup_PulseMode(int axis, int value); (设置脉冲输出方式) int Setup_Pos(int axis, long pos, int mode); (设置位置计数器) int Write_Output(int number, int value); (输出单点函数) int Read_Input(int number, int &value); (读入点) int Get_CurrentInf(int axis, long &LogPos, long &ActPos, long &Speed); (获取运动信息) int Get_Status(int axis, int &value, int mode); (获取轴的驱动状态) int StopRun(int axis, int mode); (停止轴驱动) int Interp_Move4(long value1, long value2, long value3, long value4); (四轴差补函数) int Interp_Move3(int axis1, int axis2, int axis3, long value1, long value2, long value3); (三轴差补函数) int Interp_Move2(int axis1, int axis2, long value1, long value2); (双轴差补函数) int Axis_Pmove(int axis ,long value); (单轴驱动函数) int Axis_Cmove(int axis ,long value); (单轴连续驱动函数) int Setup_Speed(int axis ,long startv ,long speed ,long add ); (设置速度模块) int Init_Board(int dec_num); (函数初始化) (设置速度模块) CCtrlCard(); (定义了一个同名的无参数的构造函数) int Result; // 返回值 }; #endif