MC多轴运动控制卡学习硬件

1、目录PMAC控制卡学习（硬件）第一章PMAC简介1.1 PMAC的含义和特点1.2 PMAC的分类及区另1.2.1 PMAC 的分类1.2.2 PMAC 1型卡与2型卡的主要区别.,第二章Turbo PMAC Clipper控制器硬件配置 2.1 Turbo PMAC Cli pper 控制器简介2.2 Turbo PMAC Clipper 硬件配置 2.2.1 Turbo PMAC Clipper 硬件标准配置为:2.2.2 Turbo PMAC Clipper控制器可选附件轴接口板反馈接口板 数字I/O接口板 第三章 Turbo PMAC Clip

2、per设备连接 3.13667板卡安装控制卡供电3.2.1数字电源供电3.2.2 DAC（数字/模拟转换）输出电路供电3.2.3标志位供电限位及回零开关3.3.1限位类型3.3.2回零开关3.4电机信号连接3.4.1增量式编码器连接3.4.2 DAC输出信号 ..8脉冲&方向（步进）驱动 放大器使能信号（AENA n/DIR n） 放大器错误信号（FAULT-）可选模拟量输入位置比较输出串行接口 （JRS232）888991010113.5设备连接示例.接口及指示灯定义跳线定义111111 Turbo PM

3、AC Cli pper端口布置及控制结构图附件1. 接口各针脚定义2. 电路板尺寸及孔位置131519212130PMAC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:PMAC是P rogram multi pie axis con troller可编程的多轴运动控制卡。2. PMAC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。1.2 PMAC的分类及区别1.2.1 PMAC的分类1. PMAC卡按控制电机的控制信号来分：有 1型卡和2型卡。1型卡控制信 号为 10V

4、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+DI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-PCJ PMAC2-PCJ PMAC2A-PC/10奴 Clipper)，32 轴卡：(TURBO PMA(和 TURBO PMAC)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

5、卡，都有上述的计算机总线方式供选择。 PMAC除上述板卡形式外，还可以提供集成的系统级产品.有：UMAC, IMAC400, IMAC800，IMAC flexADVANTAGE400 ADVANTAGE90等。1.2.2 PMAC 1型卡与2型卡的主要区别PMAC2PMAC 1CPU时钟（缺省）20MHZ40MHZ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 16OUT32IN/OUT +8IN 8 OUT常用接线板ACC8D ACCPACC8F ACC8S ACC8E第二章Turbo PMAC Clipper控制器硬件配置2.1 Turb

6、o PMAC Cli pper控制器简介Turbo PMAClipper 控制器（Turbo PMACEth-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-CPl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。2.2 Turbo PMAC Cli pper硬件配置2.2.1 Turbo

7、 PMAC Cli pper 硬件标准配置为:电路板尺寸是110mm 220mm 80 MHz DSP56303 Turbo PMAC CRCP时钟频率为80MH）；256k x 24用户SRAM即静态随机存储器,是一种具有静止存取功 能的内存，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存储器，即断电数据也不会丢失。内存为1M 8条 I/O接口。）；RS-232I行接口；（计算机上的通讯接口之一，通常RS-232接口以9个引脚（DB-9）的型态出现，一般个人计算机上会有两组R

8、S-232接口，分别称为C0M1和COM2 ）;100 Mb ps以太网接口；（传输速率 100Mb ps=100/8=12.5MB） 480 Mbps USB 2.0接 口；4通道轴接口电路，每个通道包含:在板模拟量 10V（12位）输出（输出的量为模拟量即为“模 拟量输出”。最常用的地方是电子技术领域，比如D溥专换输出的即为模 拟电流/电压（连续变化的电流/电压），模拟整流电路输出的也是模拟 量。）；?在板脉冲加方向数字输出;3通道差分/单端编码器信号输入（差分信号：差分传输在两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相等，相位相反。差分信号传输 的是两根信号之间的电平差。单端信号是在一跟导线上

9、传输的与地之间 的电平差。）；5个标志信号输入（限位，回零，报警等），2个标志信号输出;UVW TTL-level霍尔传感器输入（霍尔效应是电磁效应的一种，当电流垂直 于外磁场通过导体时，在导体的平行于磁场和电流方向的两个端面之间会 出现电势差，这一现象就是霍尔效应。这个电势差也被称为霍尔电势差。 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，用途有:检测磁场或磁 特性,位移测量，力测量，角速度测量，线速度测量等。TTL电平信号（TTL-level ）是一种采用二进制规定表示的数据信号，TTL的电源工作电 压是5V,所以TTL的电平是根据电源电压5V来定的,+5V等价于逻辑“ 1”， 0V等价

10、于逻辑“ 0”，这被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统， 这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。）。50针IDC接头的放大器/编码器接口（ IDC艮卩In ternet DataCen ter，即互联网数据中心是基于In ternet网络，为集中式收集、存储、处 理和发送数据的设备提供运行维护的设施基地并提供相关的服务。IDC提供 的主要业务包括域名注册查询主机托管（机位、机架、机房出租）、资源出租（如虚拟主机业务、数据存储服务）、系统维护（系统配置、数据备份、故障 排除服务）、管理服务（如带宽管理、流量分析、负载均衡、入侵检测、系统 漏洞诊断），以及其他支撑、运行

11、服务等。）IDC接头34针IDC接头的标志位接口;4针Molex供电接口 （5V, 12V（ 12V仅为模拟量输入或输出时使用）,GND）;Molex接头PID/陷波/前馈控制算法（PID控制算法是将偏差的比例（P）、 积分（I）和微分（D）通过线性组合构成，对被控对象进行控制。PID控制 器（亦称PID调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器。陷波，是电力电 子装置在正常工作情况下，交流输入电流从一相切换到另一相时产生的周期 性电压扰动。陷波器是利用压电效应制成的带阻滤波器，它的作用是阻止或 滤掉信号中有害分量对电路的影响。前馈控制指通过观察情况、收集整理信 息、掌握规律、预测趋势，正确预计未

12、来可能出现的问题，提前采取措施， 将可能发生的偏差消除在萌芽状态中，为避免在未来不同发展阶段可能出现 的问题而事先米取的措施，是在企业生产经营活动开始之前进行的控制，是一种开环控制。）；32个通用TTL电平I/O点（方向可控）:16位复用端口，支持Delta Tau的I/O附件（系统在复用端口 上进行通讯，只对输入的信息进行字符匹配，不对网络数据进行任何拦 截、复制类操作，所以对网络数据的传输性能丝毫不受影响。）；16位O pto端口，支持Op to-22类型设备（OP TO2是 PA（产品之一,由美国opto22公司生产制作，目前全球唯一提供终身保用承诺的工 控产品。）。2路手轮端口，每路包

13、含:?正交编码器输入;?脉冲（PFMEPWM输出（开关电源的控制技术主要有三种：（1）脉冲宽 度调制（PWM） （2）脉冲频率调制（PFM）; （3）脉冲宽度频率调制（PWM-PFM） 脉宽宽度调制式（PWM开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况 下，通过电压反馈调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。PFM（Pulse freque ncy modulatio n） 脉冲频率调制是一种脉冲调制技术， 调制信号的频率随输入信号幅值而变化，其占空比不变。由于调制信号通 常为频率变化的方波信号，因此，PFM也叫做方波FM。2.2.2 Turbo PMAC Cli pper控制器可选附件2.

14、2.2.1轴接口板ACC-1P-4通道轴扩展接口板，反馈和I/O扩展接口板；ACC-8ES- 4通道模拟量输出接口板；ACC-8FS- 4通道数字PW输出接口板。（接口板主要用途：1通过并口线与电脑并口连接，输出部分电机驱动器连接， 即可用电脑直接控制电机的运动，支持MACHCrt*ISnCMCr*39宾37lent311239uMCT-UMu弱财aufJLlnirHTFLB Vuaw也T5V*S-1SVuonJ12.设备连接示例：使用脉冲&方向驱动器5曲电S鱷3.6接口及指示灯定义J2 -串行接口（JRS232）该接口可以使PMA与上位机通过RS-232端口进行通讯，Delta Tau提供了

15、ACC-3L电缆将PMA接 口转为DB-9端子。1.10 针母头扁平电缆接口 T&B Ansley P/N 609-1041。2. 标准 10线扁平电缆 T&B Ansley P/N 171-10。J3 -设备接口 (JMACH1)JMACH为主要的设备接口，在PMACt标志为J3。JMACH包含了四个通道的设 备I/O :模拟量输出、增量式编码器输入、放大器错误及使能信号以及供电接口。1.50 针母头扁平电缆接口 T&B Ansley P/N 609-50412. 标准 50 线扁平电缆 T&B Ansley P/N 171-503. P hoe nix 端子型号 FLKM 50 (公头)P

16、/N 22 81 08 9J4 -设备接口 (JMACH2)该设备接口在PMA上的标识为JMACH或 J4。包含4个通道的设备I/O :限位 输入标志、回零标志、脉冲加方向输出信号，另外B_WD输出允许显示看门狗的状 态。1.34针母头扁平电缆连接T&B Ansley P/N 609-34412. 标准 34 线扁平电缆 T&B Ansley P/N 171-343. P hoe nix 端子型号 FLKM 34 (male pins) P/N 22 81 06 3J7 -设备接口 (JMACH3)该设备接口在PMA上的标号为JMACH或 J7,包含了 4个通道用于霍尔器件换 相的U,V,W标

17、志。1.14 针母头扁平电缆连接 Delta Tau P/N 014-R00F14-0K0, T&B AnsleyP/N609-14412. 标准14线扁平电缆171-14 T&B An sley3. Phoenix 端子型号 FLKM14 (male pins) P/N 22 81 02 1J8 -多功能复用端口 (JTHW)位于JTHV接口的复用端口含有8个输入线及8个输出线，输出线可用于扩展大 量的输入和输出点，Delta Tau提供了附件板卡及软件设置(特殊的M变量定义) 以实现此特性。可通过级联接法扩展多达32块复用I/O板。1.26针母头扁平电缆连接T&B Ansley P/N 6

18、09-26412. 标准 26 线扁平电缆 T&B Ansley P/N 171.263. P hoe nix 端子型号 FLKM 26 (公头)P/N 22 81 05 0J9 -通用数字输入输出端口(JOPT)ACC-1P的JO PT端口提供了 8个通用数字输入和8个通用数字输出。每个输入和输出有其对应的参考地，34针接头支持0PT0-2或等效的光隔I/O模块。1.34针母头扁平电缆连接T&B Ansley P/N 609-34412. 标准 34 线扁平电缆 T&B Ansley P/N 171-343. P hoe nix 端子型号 FLKM 34 (male pins) P/N 22

19、 81 06 3J10 -手轮及脉冲&方向接口 (JHW/PD该端口在PMA上的标号为JHW/P或J10,提供了来自DSPGate的 2路正交编 码器输入及脉冲输出(PFM或PWM对。1.26针母头扁平电缆连接T&B Ansley P/N 609-26412. 标准 26 线扁平电缆 T&B Ansley P/N 171.263. P hoe nix 端子型号 FLKM 26 (公头)P/N 22 81 05 0J13 -USB通讯接口该端口提供了 USBS讯接口，详情参考设备连接章节。J14 -以太网通讯接口该端口提供了以太网接口，详情参考设备连接章节。TB1 -供电接口 (JPWR)该端口

20、为供电接口LED指示灯D3双色LED当led为绿色时表示电源供应正常，当LED为红色时，表示触 发了看门狗定时器。3.7跳线定义注：跳线是用于连接电路上两需求点的金属设备，用于 电气连接。对于电路 板设计中提及到的跳线，指短距离的连接线，类似于 飞线。在PCB设计时，无法 通过PCB布线使得需要连通的两点通过 PCB铜箔连接，或PCB铜箔连接无法达到 电气参数要求，或PCB已生产出来后发现设计上的缺陷需要弥补而采用含有绝缘 层的导线。E0:强制复位控制 一在正常使用中应去掉 E0,跳上E0会使PMA(处于强 制复位状态，该操作仅 用于恢复出厂设置时使用，E0跳上时PMA处于不可操 作状态。桃经

21、形状、及针 卿位置位S抬述E0议用于厂京设詈* nai后无祛工柞E1和E2：串口选择（仅适用于102或更低版本） 一这些跳线会为串行接 口选择CPU可选主PMAGCPU或是以太网CPU（更改IP地址）。E1和E2必须使 用相同的设置。?1-2选择主CPU? 2-3选择以太网CPU，脚应置厭认E1这竺皑给为串廿按U建弃PMAC 口忙或 旦衣轉CPLI更盘IP地址：为yCPL. tlE3 设黑必须村同.* 1-：迭*43 i择以X网CPU1-郴 Ltlli丰E2E3:硬件复位控制 一如果E3处移除状态（默认），PMA（会执行正常复位, 将最近保存在flash存储中的数据加载到随机存储器中，如果E3

22、处于跳上状态, PMA会在复位时执行初始化，将出厂设 置加载到随机存储器中。WWW徉位置B位置描述款认将1-2同就上合在上电.复症时进打初始 优，恢S到岀厂贡置.去料砂僉执7正常您上电塩位，加载 用户储存胸设进.未跳上E4:禁用看门狗定时器 一在正常使用中，E4必须处于断开状态，以保证 看门狗定时器执行，这是一个重要的安全特性。可以在需要时短接E4来禁用看门狗，以针对性的解决问题。跳线形状泾廿位胃描述默认E片離上蠱棘用看门制定时辭f便在测试B-lwtn *去抻島黴使能首门ft.*按上E5:仅用于厂家设置:?102或更高版本 一在正常使用时必须移除E5。? 101或更低版本 一在正常使用时应将E

23、5的1, 2针跳上。【02硬更髙版本跳线形状及外描述默认E5G匡于厂冨设Si E5呢上后不可硬用以尢网 或 vsMm,卡就上】01&爭壯毗曲跳找形状及针脚位5也S描述默认E3bJH-r厂家设1 E5&1IJ脚上后才離馆 用以丸阴通讯*1-2脚栏E13:固件加载E6: ADC使能 一跳上E6可以使能Option12的模数转换电路，去掉跳线会 禁用此功能，这在同时 有带电流反馈的数字驱动器和 Option 12时是必要的。貳线形狀及针闻 位S就认E6跳上KW使館Op曲ml鴻拟量常九 去赧戟佥礬再4ut?膛入，在读Ik全fe字 掘瓷;肾的电汛斥a恒号时细去跳蹑E8: USB以太网写保护 一 跳上E8

24、才可以更改IP地址。跳线形状及针as裁认1E71前去掉桃绘会进行冕隹.ESXrVSB tilCPL写偎护雎经.跳上H!曰龍上方可更址FH跳践形伏及针 測位胃检宜描述noII 1E12i棹EI LL 4）LEJ . E】2将止上业复任时读 取 FMwh IC,其他坦含仅用于厂康设S.在其轮塑合卞无 法EI心R眺上EH. E2tt如果在上电/复位时E13是跳上的，Clipper会以引导E10-E12:上电状态 一E10必须为OFF E11、E12必须为ON，这样上电或 复位时CPU才会从FLSAH中读取固件。在正常操作中这样的设置是必须的（其 他设置仅供厂家使用）。模式启动，将固件加载到Flash

25、存储芯片中。当PMAC上位机程序以此模式建立 与板的通讯，他会自动检测到 Clipper处于引导模 式并让用户选择作为新固件 下载的文件。E13在正常上电和复位时必须是关闭的。跳线形狀圧针位S描述默认E门堺上1-2同骨洒讨菇订刃益线5口加栽固件.E14-E17：端口方向控制 一这些跳线可选择JTHW和JOPT端口的I/O点方向。可以使用这些跳线 将这些点都设为输入，或输出，也可以设为一半输入, 一半输出。具体见下图：JTliW 斎口EI4E15DATx linesSELx linesOFFOFFOFFON输山输入ONOFF输入a出ONON输入输入JOPT 疑口EI6EI70x tines!ix

26、LinesOFF轴出諭出0输出输扎ONOFF输入ON0输入输入针脚饨育位骨描述默认E14# 1.瞩缰时DATX为输兀 去持时DATx沖箭出*桃I：tl3ft上疏蜿时SL册卷人a 去抻时SELn为揃出匚未蹴上E16乱匕眺緝KiMOx为输入， 去持i时财口册输出未張上E17ft上疑戟iMMi曲箱入* 去棘时Mu（兀越出.桃上注：如果将E14移除，或将E15跳上，那么在JTHW的复用功能将不再可用。3.8 Turbo PMAC Cli pper端口布置及控制结构图J3- Machine Connector (J MACH 1 Port)1(M总线-口. J了 - Machine Connector3

27、 (JMpH3 Porl)JB-复月嘉口 (JTHW Port)；li IHINl6：丄门n灌 n耳瞎总 It IDi 已，二 十a -.tflTTSt-iltt太腳诵 fg端口.+ : - -一律 I - 步二 91Tai*士 号 ,甘：hg i善土三O才J .匚rV-* 4tur.而而而匚lW川川机啪止*底瓷J13-USB2.0 通 信端口-串口 (JRS232 Port)ftrM亠 Machinegi (JMACH2 Port)手轮或脉 抻f方向就口 (JHW/PD Port)jg-通ffl数宇输人 输岀端口 (J OPT PorTurbo PMAC Clipper各端口 3D 布置图J

28、THMBACClix 32ir-32OL： mLhpaasc! Q 毗 CIS ELiEtrwl闽ACC27 3ir;SoundralD IO ftCCfiDo pt7 祚壬旳 tr Irctt fcCCflD 口 pt9alrf)L：ACCJS皿临僦如 PMAC NCflntrolFd.nfl5MACRO ACC4J 期yno IntErfaca fof PUAC2JHW20-pirilDC2 E 2PFM orPWMJAH贞Opt lorl；T2-fcrtADCJOPTQACC31A, OpiP IDCb 5pir OPrO22 话bit IrjMftOjjpjj 倍 pirTflS*皿护

29、也LCD =EplJEQUOolpLiS tram PM ft ion cirnparaJMACH1. JTJflCH2, JMACH3. JMACH4 r si ：=AV:10411:_ VH:rV : N_rO =-teJAOO -SA 荻县-c 3 0 C5O If fACCrrXIJIn*JThBrM9I hAj K * 、曲 iJ EXPAC2P2 PMAZ AiSit兀騎也IDCHL$X18駅L騎6IICHVS+AiSiSJVS 战12cwtAiiiU將哉13CHW2+Ai8il JWSSC14GW输入ig港4W爲也笳絶馳町mwuM 丁鄭驯W轴連?渊鞠助曲紳能轨糾棉YE *0咄 ?

30、越诵町頫丄雑蒔散側酬絆肆曾朗岂田1統沁踽血騎 刖琴02卿田丹伸帥S?应山$郸射财取軸吐豁廿紂从朋1/屮賊M威Ysa闻酣衢ig*甲輛黜工YBO审林 BOh*Y輯魏#WKm*Y辦晶嚮WSIY黠瓠林耐胖卅輛龜工Y躺闻酣祖HE* 用静跚Y黠辛即約Th* 【RjBM讎可尊升阳 艇咖 瓣E帧 申训曲讯聘咏Y8UgiBq 腌呻5 Y目F吨 讯席夕囲芍YU 5枫 牆，嘶 YW视 W昂f鬧毎Y8U现 讯昂C岡药 Y乌啦 讯昂|朋隔YW 1枫 碼1?呻5 Y喑严isq 的砂 瓣E帧 潴Y專WEJNJNHJNJS.YB7N而作X5 YS普W遁IFS(W)7NLBSuvqT3&9ivq亘亟KBS friVQ 亘 函 nas 丽 亘 liVO 亘 硕 亟Ai?