工控机与运动控制卡


1. 工业电脑

常见参数说明:

  • RAID: 阵列备份
  • LPT接口: 并口,用于打印机(DB25)

1.1. ATX主板

注意: 使用限制,最多7个PCI插槽

  • IMB-M40H(存货)
  • IMB-M43
    • 匹配6/7代Intel处理器
  • IMB-M43H

1.2. 单板+背板

  • PICMG 1.3单板(全长主板)
    • NuPRO-E43
  • PICMG 1.3背板
    • EBP-13E2
    • EBP-14E4

注意: 一般不用于DIO的处理(虽然手册里说是可以的,但开发工作量巨大)

1.3. 机箱

  • RK610A/AM
    • 高度4U
    • 19寸

2. 运动控制卡

运动控制卡实现机构基本运动: 基础函数及其组合运用
运动控制卡二维平面运动协调: 直线,圆弧插补及其组合运用
运动控制卡实现精确定位: 编码器反馈,位置比较及手轮运用

2.1. 运动控制卡

运动控制卡是基于PC总线,利用高性能微处理器(如DSP)及大规模可编程器件,实现多个 伺服电机的多轴协调控制的一种高性能的步进/伺服电机运动控制卡。

包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出、 D/A输出等功能。支持S型、T型加速,直线插补和圆弧插补,多轴联动函数等。

它可以发出连续的、高频率的脉冲串,通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度,改变发出脉冲的数量来控制电机的位置,它的脉冲输出模式包括脉冲/方向、脉冲/脉冲方式。

  • 运动控制卡的功能,一般都包括归零、定速、点位 、直线插补、多轴联动插补和圆弧插补等功能。
  • 运动控制卡的性能一般包括通信速度、响应速度和控制速度(脉冲速度)。

在于利用PC强大的功能,比如CAD功能、机器视觉功能、软件高级编程等;利用FPGA+DSP / ARM + DSP芯片的功能实现高精度的运动控制(多轴直线、圆弧插补等,运动跟随,PWM控制等)。

2.2. 运动控制器

  • 运动控制卡需要一个载体(一个系统运行平台,必须基于PC)
    • 运动控制卡,一般是PCI插槽的,或者是104板卡的,都必须安装在主机的主板上!
  • 运动控制器是完整的、独立的硬件平台(类似于PLC)
    • 运动控制器一般只一种工业控制上应用的模块,类似于PLC
    • 自带系统平台和编程工具

2.3. PLC

运动控制卡与PLC都是控制器,主要负责工业自动化系统中运动轴控制、输入输出信号控制;

PLC肯定是通用一些,通讯组态都比较灵活,选择也很多!一般运动控制卡CPU模块是4轴,但可以扩展,现在大部分都能扩到32轴。一般低端点的PLC有两个高速输出点,可以控制2轴步进也可以购买相关的轴控制模块或者有直接控制伺服的PLC一般也是可以到32轴。

PLC专长在于逻辑IO控制,而不是轨迹插补。

2.4. 分类

  • 集中式控制方案(脉冲序列)_通过端子板来控制/拓展电机
    • 基于单片机的ASIC脉冲序列控制卡
    • DSP
      • AMP-204C(¥2500-3000)
      • AMP-208C(¥5500)
  • 分布式控制方案_可以提供更多轴的控制,和更远的控制距离
    • 分布式运动控制卡
    • EtherCAT解决方案
    • Ethernet解决方案

硬件:

  • 端子板
  • 伺服电机

基于PC的运动控制系统典型架构

运动控制卡的运动特性

2.5. 分布式运动控制

2.5.1. 主-从分布式凌华运动控制卡PCI-7856(256轴)

华颉科技

多轴远距离控制,多I/O点控制

  • 最多可连接2,016个I/O坐标点
  • 最多可连接256个运动轴
  • 可编程定时器中断
  • RJ-45接口,易于安装
  • 可软件选择传输速度:3/6/12 Mbps (HSL)
  • 可软件选择传输速度:2.5/5/10/20 Mbps (Motionnet)
  • 板载非易失型RAM存储器

PCI-7856为PCI接口卡,并为Motionnet和HSL系统提供两个端口,用于机械自动化应用中的分布式运动和IO控制。HSL技术采用主-从结构,可实时扫描成千上万个I/O坐标点。商用以太网电缆(带RJ45接头)用于HSL从模块以简化安装,并尽可能使得传感器设备相互靠近,从而减少了大量的布线。由于整合了离散型I/O和模拟I/O模块,系统集成者可从HSL网络获益。这种本地网络响应时间短,可实时扫描。

Motionnet系统(也称“MNET”)是一款用于机械系统的分布式运动解决方案。MNET是一种创新型分布式运动技术,多达256轴,适用于任何具有主-从结构的伺服/步进电机的分布式运动控制中。该系统不仅具有通用的4轴运动控制,而且允许对特定的64个单轴运动控制模块进行实时毫秒级扫描。

运动控制 & HSL特点

  • 运动控制和I/O控制距离更长,超过100
  • 大量的串联运动轴控制和I/O控
  • Motionnet&HSL支持多达256个动作轴和2,016个I/O
  • 实时控制和响
  • Motionnet具有时间确定运动控制功
  • HSL可在1ms内更新超过2,000个I/O

2.5.2. 凌华分布式4轴运动控制模块MNET-4XMO

华颉科技

MNET-4XMO

MNET-4XMO-C

MNET-4XMO为4轴运动控制器模块,用于Motinonet分布式运动系统。该模块可产生高频脉冲 (9.9MHz),可驱动机械自动化现场中的步进电机或伺服电机。作为一个运动控制器,它可提供多种运动函数,包括2轴圆周插补、2-4轴线性插补、或连续插补。同时,也可通过单轴操作在线改变的位置/速度。

除了具有运动功能以外,凌华科技还提供具有实时运动比较和触发脉冲输出功能的其它型号(MNET- 4XMO-C),并可轻易整合进自动光学检查应用系统。高达lOOKHz触发输出频率可轻易触发框架采集器或CCD,以实现线性扫描应用;路径移动功能可以恒速连续移动。通过使用路径移动功能,即具有路径自动重新载入功能,节省了主计算机资源,也保证了整个运动过程时间确定、连续、平滑。

4轴分布式运动控制Motionnet模块之「MNET-4XMO」,具有实时、高精度及高效能运动控制的特色,可轻易完成如高速点到点、高速直线及圆弧补间等功能,实现各类液晶、太阳能搬运、清洗、组装等大型机台设备。

2.6. EtherCAT

  • PCIe-8338,提供最高64轴、1万个DIO点的实时控制
    • ¥6000

2.7. Ethernet

2.8. EMX-100

3. 数据采集卡

3.1. HSL系统

凌华科技推出High Speed Link(简称HSL)系统“HSL-qSTART Starter Kit”优惠方案,针对需要导入串行式I/O实时控制系统的客户,提供一次购足的完全解决方案。

HSL是串行式远程I/O及时控制的绝佳选择,此项技术在日本推出多年,广被日系厂商采用,目前在全球市场已有超过三百万点I/O使用凌华科技的HSL产品。凌华科技HSL全系列产品帮助设备制造商及厂区自动化方案的系统整合商,进行实时的远程(最长2.4公里)I/O控制,也可进行运动控制。

3.2. 工业主板

3.2.1. M43/M43H

二者唯一的区别自在于,M43只支持PCIe接口,而M43H只支持PCI接口。

凌华工控机主板IMB-M43H(ATX工业主板)

  • 支持第六/七代Intel® Core™ i7/i5/i3处理器,兼容 Windows® 7操作系统
  • 最高支持32GB双通道DDR4 2133/2400MHz内存
  • 独特的电源设计,确保USB端口提供稳定的5V±5%供电,确保稳定性
  • IEC 61000-4-2~6 (Performance Criterion A),CE/FCC class B认证
  • 5个PCI扩展卡,工控机最多支持5张运动控制卡
  • 售后:2年内免费维修服务和终生技术支持

3.3. 长卡+背板

凌华工业主板NuPRO-E43全长主板(PICMG1.3单板电脑)

  • 支持第六代Intel® Core™ i7/i5/i3处理器
  • Intel® Q170 Express芯片组,支持PCI Express 3.0
  • 两个DIMM插槽,最高支持32GB DDR4 2133内存
  • 四个板载SATA 3.0,支持RAID(磁盘阵列)
  • 四个COM接口(包含RS-232/422/485)
  • 内置凌华科技SEMA管理解决方案和SEMA Cloud服务
  • 支持Intel® PCIe插槽

EBP-13E2/EBP-13E4

原文地址:https://www.cnblogs.com/brt2/p/15760823.html