基于PC运动控制板卡的交流伺服控制系统

5.1.2 基于运动控制器的数控系统（功能概图）
计算机
PCI总线
运动控制器 基本模块
开关量 I/O
其它I/O
伺服辅助控制信号
I/O模块
运动控制 指令
伺服 驱动器
伺服电机
数控系统 （运动控制器）
位置反馈
主轴 驱动器
5.1.2 基于运动控制器的数控系统（PCI总线）
5.1.2 基于运动控制器的数控系统（软件系统）
（5）基于运动控制卡的开放式数控系统
常用的运动控制器主要包括PLC、PC-Based运动 控制卡、专用系统和驱动器集成运动控制。
运动控制卡是一种PC-Based的运动控制器， 主要厂商包括Delta TAU (PMAC)、GALIL (DMC)、Ba rdor、Trio（英国翠欧）、NI、Advantech、Adlink、 Googol（固高）、雷赛、众为兴、成都步进、摩信 等。PMAC在高端市场表现最好，GALIL也表现不错。 从数量上讲，国内的厂商的出货量更多，但是主要 针对低端市场。
数控装置
管理模块
控制模块
电位插刀误速G 监中P
机置补补差度功控断L
运运计计补处能处处C
动动算算偿理处理理处
控控
理
理
制制
5.2 PMAC运动控制器
PMAC-Programmable Multi-Axis Controller 是 可编程多轴运动控制器，也称运动控制计算机. 它主要由MOTOROLA DSP CPU与DELTA TAU公司开发 和特制的用户门列IC组成.
能处理全由PC进行，并通过装在PC扩展槽中的接口 卡等进行控制。STEP-NC
（3）PC嵌入型NC
即在传统的专用数控机床中嵌入PC技术，PC 与CNC之间用专用总线连接。其优点是原型CNC几 乎可以不加改动的使用，且数据传送速度快、系 统响应快。其目的是增加数控系统的计算机功能， 实现联网和大规模数据处理。如FANUC公司的150 /160/180/210系统、Siemens840D系统、Num1060 系统、AB9/360等数控系统。
为了解决这些问题，人们提出了“开放式数控系统” 的概念。这个概念最早见于1987年美国的NGC(Next Genera tion Controller)计划， NGC控制技术通过实现基于相互 操作和分级式的软件模块的“开放式系统体系结构标准规 范（SOSAS）”找到解决问题的办法。一个开放式的系统体 系结构能够使供应商为实现专门的最佳方案去定制控制系 统。
（4）软件数控
它的CNC软件全部装在计算机中，而硬件部分仅 是计算机与伺服驱动和外部I/O之间的标准化通用 接口。目前由于存在着操作系统的实时性标准统一 性及系统稳定性等问题，这种系统目前正处于探求 阶段，还没有大规模投入到实际的应用中。目前全 软件型NC的典型产品有美国MDSI公司的Open CNC、 德国Power Automation公司的PA8000 NT等。
补
刀刀 具具 半长 径度 补补 偿偿
键显 盘示 处处 理理
报急 警停 处处 理理
2、开放式数控系统
随着数控技术的发展，数控系统变得越来越复杂，暴 露出许多自身固有的缺陷。最大的问题是，这些数控系统 都是专门设计的，它们具有不同的编程语言、非标准的人 机接口、多种实时操作系统、非标准的硬件接口等，这些 缺陷造成了数控系统使用和维护的不便，也限制了数控技 术的进一步发展。
5.1 开放式运动控制系统 5.2 PMAC运动控制器 5.3 PCI运动控制卡设计
5.1 开放式运动控制系统
基于PC的伺服运动控制系统是一种开放式结构 的系统，可以充分利用PC机的资源和第三方软件 资源完成用户应用程序的开发，将生成的应用程 序指令通过PC并行总线传送给运动控制器，运动 控制器根据来自PC机的应用程序命令，按照设定 的运动模式，向驱动器发出运动指令，完成相应 的实时运动规划。
主要功能: 1. 控制伺服轴 2. PLC 3. 数据采集
1、PMAC运动控制器结构
2、PMAC的开放式结构
✓ 基于PC（它本身也是一台计算机） ✓ 可控制各类电机—步进，交/直流服，线性电机，液压伺
服. ✓ 可接受各类反馈—增量绝对码盘，光栅尺，激光干涉仪，
电位计，磁致伸缩传感器，旋转变压器等. ✓ 多总线结构—PC， VME， STP， PCI， 104， MACRO. ✓ 一卡可同时控制8个轴，可扩展到128个轴连动. ✓ 后台PLC可扩展到1024点. ✓ 可独立运行RS-232，422 ✓ 由主机通过接口或总线发送指令 ✓ 在板DPRAM选项 ✓ 在板A/D转换选项 ✓ 32位在板I/O ✓ PWM, DAC 输出模式
5.1 开放式运动控制系统
5.1.1 开放式数控系统 1、传统数控系统
一般数控系统由3部分 组成：
1，MMC：人机接口 2，CNC：运动控制部分， 包括伺服部分，但一般 主轴在PLC部分。 3，PLC：机床的顺控部
分
ຫໍສະໝຸດ Baidu
人机接口 MMC
NC控制器 CNC
PLC
伺服驱动器
数控机床
传感器
机床强电
数控系统软件功能模块
数控装置
控制模块
管理模块
电 位 插刀 误 速 G
监中P
机 置 补补 差 度 功 控 断 L
运 运 计计 补 处 能 处 处 C
动 动 算算 偿 理 处 理 理 处
控控
理
理
制制
数控软件功能模块
部分控制模块功能
电机运动控制 插补计算 刀补计算 监控处理 中断处理
匀加 速/ 控减 制速
控 制
直螺 线旋 、线 圆、 弧空 插间 补插
（1）开放式数控系统的定义
• IEEE关于开放式系统的定义： 一个开放式数控系统应能够在多平台上运行，能
够与其他系统进行操作，并能够给用户提供一 致的交互界面 ；
1. 系统互换性； 2. 可伸缩性； 3. 可移植性； 4. 互操作性； 5. 可扩展性； 6. 不依赖于硬件、模块化；
（2）开放式数控系统的结构形式：
✓ PC连接型NC 即将现有原型CNC与PC用通用串行线直接相连的一种
组成形式:DNC ✓ PC嵌入型NC 即在传统的专用数控机床中嵌入PC技术，PC与CNC之
间用专用总线连接。 －８４０系统。 ✓ 运动控制器+PC型 即在通用PC的扩展槽中插入运动控制卡，完全采用以
PC为硬件平台的数控系统。－PMAC运动控制器 ✓ 全软件型NC 即完全采用PC的全软件形式的数控系统。NC的全部功