国内外主流多轴运动控制器性能比较
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GUC-T系列嵌入式多轴运动控制器集成了工业计算机和运动控制器,采用英特尔标准x86架构构成的CPU和芯片组为系统处理器,高性能DSP和FPGA为运动控制协处理器。
GUC-T系列嵌入式运动控制器提供计算机常见接口及运动控制专用接口,在实现高性能多轴协调运动控制和高速点位运动控制的同时,具备普通PC机的基本功能。
通过GUC-T系列提供的VC、VB、C#、Labview等开发环境下的库文件,用户可以轻松实现对控制器的编程,构建自动化控制系统。
GUC-T系列嵌入式运动控制器可用于机器人、数控机床、3C设备、固晶机、焊线机、激光切割、激光焊接、包装机械、钣金设备、木工机械、等离子/火焰切割等要求高速、高精度运动控制的设备。
特点4/8轴运动控制DSP高速运动规划FPGA精确锁存脉冲计数,多轴同步控制支持点位(Trap)、速度(Jog)、电子齿轮(Gear)、电子凸轮(Follow)、位置时间(PT)、位置速度时间(PVT)支持任意2轴直线、圆弧插补,支持任意3轴、4轴直线插补,空间螺旋线插补具有前瞻预处理算法、反向间隙补偿、螺距误差补偿嵌入式计算机与运动控制器无缝连接,提高用户控制系统的可靠性和稳定性无风扇设计,可工作于恶劣环境概述系统架构伺服驱动+电机IO模块辅助编码器智能相机gLinkeHMIVGAEthernet端子板订货信息尺寸图控制器扩展IO模块* 各个型号的控制器安装尺寸相同各个型号的扩展IO安装尺寸相同4轴端子板8轴端子板固高科技(深圳)有限公司Tel.: +(86) 755-26970817E-mail: googol@ Web: 固高科技(台湾)有限公司Tel.: +886-4-2358-8245E-mail: googoltw@声明对于上述产品型号及描述,固高公司保留未经事先声明加以修改的权利。
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PMAC 可编程多轴控制器简介PMAC 是可编程多轴控制器(Programmable Multi-Axis Controller)的简称,是美国Delta Tau 公司生产的功能强大的运动控制器,PMAC 是目前世界上功能最强的运动控制器之一,是当前开放式数控系统控制器的突出代表。
图3.3为PMAC 的硬件原理和接口图[22]。
PMAC 是一台具有独立内存、独立运算操作能力的计算机[23],它采用Motorola 的DSP56001作为CPU ,它可以通过存储在自己内部的程序进行单独的操作;它还是一台实时的、多任务的计算机,能自动对任务进行优先等级判别,先执行优先级高的任务。
PMAC 既可以独立工作亦可按主机的命令进行工作,它和主机的通讯可以通过串行口也可以通过总线进行,通过总线通讯时,还可以将中断信号引入主机,从而实现非常灵活有效的控制系统。
PMAC 最多可以控制8个轴同时运动,在对伺服数据的处理能力、轴特性及输入信号带宽方面,PMAC 控制器由于采用专门的模块化结构,编码输入的串行处理速度是大多数控制器的10到15倍,SUBAT(Servo Update/Block/Algorithm Term 伺服更新率/块执行速率/伺服算法的项数)是非DSP 控制器的几十倍;它还可从高分辨率编码器件接收低插补位的5位并行数据;可得到320MHz 的有效输入带宽;其DAC 输出分辨率高达16/18位;PMAC 在实际的运动之前,先进行预运算,将不同的运动轨迹按某种模式(如:PMAC 具有内置PLC ,可以在后台同时运行32个异步PLC 程序,同时PMAC 提供了非专用的数字输入/输出口,利用这些I/O 口可以完成机床的逻辑控制,控制面板的操作、位置反馈、手轮及主轴的操作等。
变频器在印染设备多电机同步调速中的应用发表于 2007-7-1 18:56:58 变频器在印染设备多电机同步调速中的应用摘要: 本文概述了变频器在印染设备多电机同步调速中的应用,从通用变频器到伺服变频器,包括有松紧架和无松紧架以及卷绕驱动。
1.工业机器人技术及关键基础部件(1)机器人关键基础部件定义、分类及市场占有率;机器人关键基础部件是指构成机器人传动系统,控制系统和人机交互系统,对机器人性能起到关键影响作用,并具有通用性和模块化的部件单元。
机器人关键基础部件主要分成以下三部分:高精度机器人减速机,高性能交直流伺服电机和驱动器,高性能机器人控制器等。
目前在高精度机器人减速机方面,市场份额的75%均两家日本减速机公司垄断,分别为提供RV摆线针轮减速机的日本Nabtesco和提供高性能谐波减速机的日本Harmonic Drive.包括 ABB, FANUC, KUKA,MOTOMAN在内国际主流机器人厂商的减速机均由以上两家公司提供,与国内机器人公司选择的通用机型有所不同的是,国际主流机器人厂商均与上述两家公司签订了战略合作关系,提供的产品大部分为在通用机型基础上根据各厂商的特殊要求进行改进后的专用型号。
国内在高精度摆线针轮减速机方面研究起步较晚,仅在部分院校,研究所有过相关研究。
目前尚无成熟产品应用于工业机器人。
近年来国内部分厂商和院校开始致力高精度摆线针轮减速机的国产化和产业化研究,如浙江恒丰泰,重庆大学机械传动国家重点实验室,天津减速机厂,秦川机床厂,大连铁道学院等。
在谐波减速机方面,国内已有可替代产品,如北京中技克美,北京谐波传动所,但是相应产品在输入转速,扭转高度,传动精度和效率方面与日本产品还存在不小的差距,在工业机器人上的成熟应用还刚刚起步。
在伺服电机和驱动方面,目前欧系机器人的驱动部分主要由伦茨,Lust,博世力士乐等公司提供,这些欧系电机及驱动部件过载能力,动态响应好,驱动器开放性强,且具有总线接口,但是价格昂贵。
而日系品牌工业机器人关键部件主要由安川,松下,三菱等公司提供,其价格相对降低,但是动态响应能力较差,开放性较差,且大部分只具备模拟量和脉冲控制方式。
国内近年来也开展了大功率交流永磁同步电机及驱动部分基础研究和产业化,如哈尔滨工业大学,北京和利时,广州数控等单位,并且具备了一点的生产能力,但是其动态性能,开放性和可靠性还需要更多的实际机器人项目应用进行验证。
108 2世界各大PLC厂商高端产品比较自1968年美国莫迪康( Modicon )公司发明PLC (Programmable Logic Controller) 产品以来, 先后涌现了近千个品牌, 历经30多年的发展和淘汰, 目前就高端产品而言, 在整个PLC 业界有以下几家代表了最高的技术水平:1. 美国Rockwell 公司– PLC5相对与Control Logix, PLC5 在机械和电气性能上远优于前者.在网络与通讯方面, Control Logix 支持的网络PLC5 均支持; 而PLC5 的网络, Control Logix 不能完全支持,由于Control Logix 是于1998年底推出的, 由于产品发展的自然规律, 其智能化和特殊应用模板的种类要比PLC5 少. 举例来说, PLC5 有一种Basic 模板可通过Basic 编程以对一些第三方通讯接口通讯, 而Control Logix 至今尚未推出.Control logix是AB公司为降低成本,所推出的’所谓的大型PLC’,其实为中小型PLC系统,该系统由于刚刚推出,产品的性能和指标很不成熟,特别强调的是:没有真正意义的双CPU系统.Control logix是总线式的多任务处理器结构,同一槽架上能插多块CPU,但由于是多任务处理器的机理,故虽然是多块CPU,但每一块CPU的工作内容并不一样,也就是说,一块CPU坏了,另一块CPU并不能替代,导致输入信号可以共享,但输出信号却不能同时控制.鉴于此,AB公司的几个人在一起,开发出”一段热备切换程序”,以完成双CPU的切换,但他们根本不能提供真正的切换时间(而其他公司可提供),这就是PLC业界所称的”软件切换”,很不可靠.由于AB 公司有很多的第三方厂商为其开发第三方通讯接口, 其系统的开放性很好但由于这些产品开发商均是基于PLC5 或SLC500 系列的硬件平台上来进行开发造成目前Control Logix 在系统开放性方面比PLC5 差了很多就近3 年国内外的应用实绩, PLC5 远胜于Control Logix2. 美日合资GE Fanuc 公司GE Fanuc 公司的最高端产品应是GE Fanuc 9070 系列相对与更类似与日本产品的GE Fanuc 9030 系列, 9070 在机械和电气性能上远优于前者在一些真正考核大型机标准的特性上, 如双机热备上9070的性能要远优于90303. 德国Siemens 公司从发展角度来说, S7-400 系列应该已取代S5 系列. 从模板种类, 网络种类, 专用模板数量来说, S7-400 均接近S5 系列. 然而从模板的可靠性角度分析, S5 的质量要远胜于S7-400. 这一点可以在Siemens 本公司工程部在国外重大工程仍主推S5 系列上可以看出.如99年7月,杭州四堡40万吨污水厂业主要求用S7-400,而德国的系统集成商认为S5比S7可靠,结果系统还是选用S5系列.Siemens公司在国外的投标项目中,都选用S5.4. 法国施耐德公司该公司承认Modicon TSX Quantum 系列为其最高端产品,可达到目前业界的最高水平.二. 产品比较1. 模块带电插拔能力Rockwell AB PLC5, 所有模板不能带电插拔Rockwell AB Control Logix, IO模板可带电插拔其他模板不能带电插拔GE Fanuc 9070, 所有槽装模板不能带电插拔GE Fanuc 9030, 所有模板不能带电插拔Siemens S5, 所有模板不能带电插拔Siemens S7-400, IO模板可带电插拔其他模板不能带电插拔Schneider Modicon TSX Quantum, 所有模板均能带电插拔2. 支持IEC870-5 通讯规约的能力Rockwell AB PLC5, 通过Basic 模板或第三方模板Rockwell AB Control Logix, 没有Basic 模板并且尚未有第三方模板的支持. 故应不能支持该规约GE Fanuc 9070,可以GE Fanuc 9030, 不详Siemens S5 系列, 可以Siemens S7 系列,可以Schneider Modicon TSX Quantum 系列, 可以3. 双机热备的实现Rockwell PLC5 系列两套主机系统互为备用. 以实现数据同步交换互为备用的功能.?主/从机之间采用电缆连接, 其优点是:1. 采用类Modicon 984 热备模式,可靠性高2. 所有主从机架上模板均能互备3. 在实时性要求不高的场合有一定的成功应用业绩其缺点是:1. 热备切换需要用户编程–使用和维护较复杂2. 主从机通过电缆交换数据, 实时性较差,最快切换周期49 msRockwell Control logix系列99年推出. 与PLC5 的结构基本相同.其优点是:1. 采用类Modicon 984 热备模式,可靠性高2. 所有主从机架上模板均能互备其缺点是:1. 热备切换需要用户编程–使用和维护较复杂2. 尚未有成功的业绩, 其可靠性不能保证3. 采用单电源技术, 不是最可靠GE Fanuc 9070 系列GE 90-70的热备系统必须使用冗余CPU模块(IC697CPU780),热备模块(IC697RCM711),以及总线传输模块(IC697BEM713).每次扫描,传送一次数据.CPU切换时间多数情况之下是在一个周期内,大约20ms.切换可通过自动,手动,及软件实现.IC697CPU780用的是80386DX芯片,主频为16MHz.CPU780不支持I/O中断,时间中断,VME集成槽架,闪存操作,STOP/IOSCAN模式.90-70的本地I/O及Genius I/O(远程I/O)都可用于热备系统.(1) Genius I/O热备系统可以有一条或多条Genius I/O bus,任何GE的设备都可以连在上面,包括Genius blocks, Remote I/O Scanner.主PLC地址为31,备用PLC地址为30.(2) 本地I/O本地I/O并非热备系统的一部分.可以选择这些数据是否传输.(3) Cable Connections可以在热备缆上连接6个机架,使用一种总线接收模块.距离很近.其优点是:采用Modicon 984 热备模式, 可靠性较高其缺点是:1. 冗余的两块CPU,必须分别作配置, 使用不方便2. 冗余用CPU 为专用CPU, 单机应用时无法使用,灵活性很差3. RCM模块与CPU之间不能有空槽, 组态麻烦4. 主从机之间切换较慢, 典型的时间应在60 ~ 80 ms左右GE Fanuc 9030 系列GE 90-30有两种热备方式.1. 单机架CPU热备由于所有的90-30机架都只有一个CPU插槽,所以90-30只支持单CPU,要在单机架上实现双CPU 冗余,就必须在一个非CPU插槽上插一块叫做PCM的模块,以起到CPU的作用.此种热备方式的优点:除了价格上的优势, 其余一无是处缺点:1) 90-30机架只支持单电源,所以一旦电源故障,双CPU也就形同虚设.2) 这种热备方式的实现必须用C语言及Basic编程,十分不便3) 很少应用实例.2. 双机架热备.这种热备方式类似于Quantum.不过它的热备模块用的是Genius I/O通讯模块.它的所有I/O均挂在Genius I/O上,主机架上没有I/O.也就是说,Genius I/O同时起到I/O通讯和热备数据交换的作用.优点:价格便宜.缺点:1)Genius I/O数据交换速度比不上光缆.2)推出不久,不够成熟.? Siemens S5 系列两套主机系统互为备用. 主/从机之间采用电缆连接, 以实现数据同步交换互为备用的功能.其优点是:1. 采用类Modicon 984 热备模式,可靠性高2. 所有主从机架上模板均能互备3. 在实时性要求不高的场合有一定的成功应用业绩其缺点是:1. 热备切换需要用户编程–使用和维护极复杂2. 主从机通过电缆交换数据, 实时性较差Siemens S7-400系列真正的S7-400的热备系统包括2块电源,2块CPU(S7 417-4H),4块热备同步子模块(这是一种体积较小, 类似于PCMCIA卡的装置,插在S7 417-4H的槽里,之间用光缆连接.其优点是:1. 采用光缆传输同步数据传送速度很高2. 所有主从机架上模板均能互备其缺点是:1. 热备切换需要用户编程–使用和维护极复杂2. 几乎在国外大型项目中无应用实绩Schneider Modicon TSX Quantum作为热备系统的发明者, Modicon 一直处于热备系统的技术领先地位.其584, 984 热备系统的构想影响了整个PLC 业界的热备技术发展. 目前Quantum 系列的热备系统从技术角度来讲, 无疑是最佳其优点是:1.热备切换无需用户编程–使用和维护极方便2.热备系统单机编程–和单机系统并无差别3. 采用光缆同步传送数据, 实时性极高4. 主从切换时间在13~48 ms 内5. 主从机完全无扰切换1.Rockwell AB Control Logix, 所有模板可带电插拔;2.GE Fanuc 9070, 所有IO槽装模板均能带电插拔;3.GE Fanuc 9030, 所有IO模板插在PAC RX3机架后均能带电插拔;4.Siemens S7-400, 所有模板可带电插拔;。
PMAC多轴运动控制器研究随着工业自动化的快速发展,多轴运动控制器在各种工业应用中的重要性日益凸显。
在这种背景下,PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)多轴运动控制器作为一种先进的控制解决方案,引起了广泛。
本文将详细介绍PMAC多轴运动控制器的原理、设计及其实验结果,并探讨其未来研究方向和应用前景。
多轴运动控制器是指能够同时控制多个轴运动的控制器。
在工业自动化领域,多轴运动控制器广泛应用于机器人、数控机床、印刷机等设备。
PMAC多轴运动控制器作为一种可编程控制器,具有高度的灵活性和通用性。
它允许多个轴的运动控制相互独立,同时又协调一致,以实现复杂的运动轨迹和精确的位置控制。
PMAC多轴运动控制器采用基于PC的开放式体系结构,通过高速光纤总线实现与PC的高速数据传输。
控制器硬件由多个轴控制器模块和I/O模块组成,每个轴控制器模块可独立控制一个轴,I/O模块则用于输入输出信号的处理。
PMAC多轴运动控制器的核心是运动控制算法。
算法采用基于矢量控制的方法,通过实时计算速度和位置误差,实现对电机的精确控制。
PMAC还支持多种编程语言,如C++、和Python,方便用户根据具体应用进行软件开发。
为了验证PMAC多轴运动控制器的性能,我们进行了一系列实验。
在实验中,我们将PMAC控制器应用于一台五轴数控机床,通过控制五个电机的运动,实现了对工件的精确切割。
实验结果表明,PMAC控制器在位置控制和速度控制方面都具有很高的精度和稳定性。
我们还对比了PMAC控制器和其他多轴运动控制器的性能。
对比结果表明,PMAC控制器在动态性能、稳态精度和抗干扰能力等方面都具有显著优势。
这主要得益于PMAC控制器的开放式体系结构、高速数据传输和先进的运动控制算法。
本文对PMAC多轴运动控制器进行了详细研究。
通过介绍PMAC控制器的原理、设计和实验结果,我们证明了PMAC作为一种先进的可编程多轴运动控制器,在工业自动化领域具有广泛的应用前景。
就我拥有的四轴飞控做⼀个⽐较(KK、MWC、⽟兔、FF)我之前从未飞过直机,先后飞过的四轴飞控有KK、⽼乔牌MWC、⽟兔、FF,现在就这四款飞控作⼀下个⼈的使⽤测评。
KK是我⼊门四轴的第⼀块飞控,可以这么说,⾃从MR将KK的暴利打成了原形,才有了今天多旋翼的如此流⾏。
我先后⼀共拥有过六块KK,第⼀块KK是168元买的散件,后来承蒙某商家搞活动,送了我5⽚KK的PCB空板,我⾃购元件,焊出了五板:em00: 。
KK的使⽤确实⽐较简单,调试也⾮常简便,这才让我对四轴彻底的⼊了迷,但KK由于没有⾃稳功能,导致了多次在飞远后或有风天因为看不清姿态⽽炸机收场。
初飞KK时,我创下了⼀块电池的飞⾏内炸了⼋⽀桨的纪录,⼀个星期炸了100元的时候的1045正反桨还很贵,⼀⽀5块5,炸起来真是⾁痛:em17: 。
后来⼊了LAMA桨,炸桨再也不⼼痛了。
还引领了⼀次LAMA桨的风潮,导致淘宝上的某商家⼀天销售LAMA桨数千⽀的热潮:em15:的总结是:便宜、调试简单、升级固件⽅便、⽀持单轴到N轴的飞⾏模式,但功能⽐较少,是带领⼴⼤模友⼊门四轴的功⾂。
并且始终感觉KK是练技术的第⼀选择。
对KK的总结后来⼊⼿了⽼乔的MWC飞控,第⼀次体会到了⾃稳的乐趣,只要⼀松杆,飞机马上就能恢复到⽔平状态,感觉真是太爽了,也体会到了罗盘的作⽤,只要罗盘⼀开,⽅向就能锁得死死的,但⽓压定⾼,感觉从来没有⽣效过,感觉应该是定⾼的算不过MWC的调试确实很难,有时候不怎么调,都能好飞得不得了,有时候却会很难飞,所幸的是,⽼乔的售后做的⾮常好,经常半夜帮我远程调机,并且⽼乔也有详细的教程。
但估计由于MWC的作者是国外的,有时很难正确理解到MWC原作者件的PID也没有⼀个很好的理解,我们的意见也⽆法得到作者的⽀持。
后来MWC也有了CF功能,由于我的飞控寄回给⽼乔升级了,现在新的机架还没有,⼀直没有真正的体会过。
对MWC总结总结:调试⽐较⿇烦,调试好了,⾮常好飞;英⽂好的模友,可以看看官⽹,可能会有⽐较⼤的收获;⽓压定⾼效果⼀般;⽼乔的服务很好;那份教程是⽬前见过最详细的。