基于工業以太網的運動控制系統

圖1 交/直流調速系統網絡化設計框圖

圖2 網絡運動控制系統實物圖

　　圖2為假設的遠程網絡控制實物連接圖，遠程控制技術比其它形式的網絡更快、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用戶發出控制指令和設置參數給本地的被控制系統，本地的控制系統執行該指令，并將執行情況返回給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，并根據用戶的請求，執行相應cgi(common gateway interface)或asp(active server page)擴展程序與伺服系統的控制計算機通信，伺服系統執行命令，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據和結果存入web服務器的實時數據庫，以便用戶查詢。

4 網絡伺服系統的硬件線路介紹

　　南工大網絡化伺服實驗系統硬件連接線路如圖3所示，該系統的硬件要求：

　　工業pc機(pentium 4)、雙絞線回路、匹配電阻(120歐姆數量2)、伺服驅動器bassoon(數量4)、伺服電動機(數量4)、二軸工作臺(數量2)、運動控制器(maestro 數量3)、交換機一臺、工業觸摸屏(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，因此本系統采用了一個24v開關電源。bassoo交流伺服驅動器，經過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。由于雙絞線有所謂近端串擾，即在發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是當前流行的網絡通訊技術，但它僅定義了網絡的物理層，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議。同時以太網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。本文提出的以太網和現場總線相結合的方案是目前網絡化運動控制系統的主選方式[5]。現場總線可以很好地滿足控制系統對實時響應的較高要求，同時使現場總線還使得系統具有很好的擴展性能。以太網是目前最流行的因特網接入方案之一，它在發揮現場總線優點的同時解決了現場總線難以接入因特網的問題。