运动控制卡简介

1、运动控制卡是一种基丁 PC机及工业PC机、用丁各种运动控制场合（包括 位移、速度、加速度等）的上位控制单元。运动控制卡是基丁 匹总线，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、它可 以发出连续的、高频率的脉冲申，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。脉冲计数可用丁编码器的位置反馈，提供机器准确的位置，纠正 传动过程中产生的误差。数字输入/输出点可用丁限位、原点开关等。库函

2、数包 括S型、T型加速，直线插补和圆弧插补，多轴联动函数等。产品广泛应用丁工 业自动化控制领域中需要精确定位、定长的位置控制系统和基丁 PC的NC控制系 统。具体就是将实现运动控制的底层软件和硬件集成在一起，使其具有伺服电机控制所需的各种速度、位置控制功能，这些功能能通过计算机方便地调用。现国 内外运动控制卡公司有美国的 GALIL、PAMAC英国的翠欧，台湾的台达、凌华、 研华，国内的$赛、固高、乐创、众为兴等。运动控制卡的出现主要是因为：（1）为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求；（2）在各种工业设备（如包装机械、印刷机械等）、国防装备（如跟踪定位 系统等）、智能医疗装置等设备

3、的自动化控制系统研制和改造中，急需一个运动 控制模块的硬件平台；（3）PC机在各种工业现场的广泛应用，也促使配备相应的控制卡以充分发 挥PC机的强大功能。运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速 DSP作为运动控制核心,大多 用丁控制步进电机或伺服电机。一般地，运动控制卡与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信 号的监控等等）；控制卡完成运动控制的所有细节（包括脉冲和方向信号的输出、 自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等）。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在 D

4、O眦Windows系统平台下自行开 发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用丁制 造业中设备自动化的各个领域。上位控制：在一个运动控制系统中“上位控制”和“执行机构”是系统中举足轻重的 两个组成部分。“执行机构”部分一般不外乎：步进电机，伺服电机，以及直流 电机等。它们作为执行机构，带动刀具或工件动作，我们称之为“四肢”；“上 位控制”单元的方案主要有四种：单片机系统，专业运动控制 PLC PC-+1动控 制卡，专用控制系统。“上位控制”是“指挥”执行机构动作的，我们也称之为“大脑”。随着PC （Personal Computer ）的发展和普及，采用 PC症动控制卡

5、作为上位控 制将是运动控制系统的一个主要发展趋势。 这种方案可充分利用计算机资源，用 丁运动过程、运动轨迹都比较复杂，且柔性比较强的机器和设备。 从用户使用的 角度来看，基丁 PC机的运动控制卡主要是功能上的差别：硬件接口（输入/输出 信号的种类、性能）和软件接口（运动控制函数库的功能函数）。按信号类型一股分为：数字卡和模拟卡。数字卡一般用丁控制步进电机和伺服电机，模拟卡用丁控制模拟式的伺服电机；数字卡可分为步进卡和伺服卡，步进卡的脉冲输出频 率一般较低（几白K左右的频率），适用丁控制步进电机；伺服卡的脉冲输出频 率较高（可达几兆的频率），能够满足对伺服电机的控制。目前随着数字式伺服 电机的发

6、展和普及，数字卡逐渐成为运动控制卡的主流。PC运动控制卡:采用P混运动控制卡作为上位控制可充分利用计算机资源，用丁运动过程、 运动轨迹都比较复杂，且柔性比较强的机器和设备。 从用户使用的角度来看，基于PC机的运动控制卡 主要是硬件接口（输入输出信号的种类、性能）和软件接 口（运动控制函数库的功能函数）的差异。运动控制卡是基于PC机各种总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元，总线形式也是多种多样。由于计算 机主板的更新换代，ISA插槽都越来越少了， PCI总线的运动控制卡 应该是目前 的主流。卡上专用CPS PC机CP曲成主从式双CPlfi制模式。PC机CPK以 专注于人机界面、实时监控和

7、发送指令等系统管理工作；卡上专用CPL#处理所有运动控制的细节升降速计算、行程控制、多轴插补等，无需占用PC机资源。同时随卡还提供功能强大的运动控制软件库C语言运动库、WindowsD LL动态链接库等，让用户更快、更有效地解决复杂的运动控制问题。运动控制卡采用了开 放式结构，使用简便，功能丰富，可靠性高。若 采用PC机的PCI总线方式，卡 上无需进行任何跳线设置，所有资源自动配置，并且所有的输入、输出信号均用 光电隔离，提高了控制卡的可靠性和抗十扰能力；在软件方面提供了丰富的运动 控制函数库，以满足不同的应用要求。用户只需根据控制系统的要求编制人机界 面，并调用控制卡运动函数库中的指令函数，就可以开发出既满足要求乂成本低 廉的多轴运动控制系统。运动函数库为单轴及多轴的步进或伺服控制提供了许多 运动函数，如单轴运动、多轴独立运动、多轴插补运动等等。另外，为了配合运 动控制系统的开发，还提供了一些辅助函数，