基于PCI-1240运动控制系统

摘要以工控PC机为核心，应用运动控制卡PCI-1240，设计了一种运动控制系统。系统采用Microsoft Visual Basic编写人机界面，调用控制卡中的运动函数库，产生脉冲和方向信号控制电机转向和转速，从而在开环状态下实现对步进电机的控制。该系统在生产实际中得到检验，应用在大型编织机计算控制系统中，成本低、控制精确、适应性好，取得了显著的效果。
关键词运动控制卡；运动控制系统；步进电机；PCI-1240

随着PC(Personal Computer)的发展和普及，采用“PC+运动控制卡”作为上位控制，将是运动控制系统的发展趋势。该方案可以利用计算机资源，用于运动过程、运动轨迹等比较复杂且柔性较强的机器和设备。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，总线形式多种多样，通常采用ISA总线和PCI总线。但由于计算机主板的更新换代，ISA插槽越来越少，PCI总线的运动控制卡逐渐发展成为目前运动控制系统的主流。包括工业电脑平台、运动控制卡和应用软件，通过插入各种功能卡和编写软件，形成功能强大且易于操作的运动控制系统。运动控制卡以PCI插卡的形式嵌入PC机中，将PC机的信息处理能力与运动控制能力有机结合，具有开放性程度高、信息处理能力强、实时调整优点突出、运动控制轨迹准确以及通用性好的优点，与传统单片机运动控制系统以及PLC专业运动控制系统等上位控制方案相比，具有一定的优势。
“工控PC机+运动控制卡”是一种用于PCI运动控制的经济型解决方案。以PC机为主控制器，运动控制卡作为从机，通过自定义的命令通信协议，实现位置与速度的精确控制。工控PC机负责人机交互界面的管理、控制系统的实时监控；运动控制卡完成运动控制的所有细节。通过调用PCI-1240的高级DLL驱动程序，较容易链接到VC++，Visual Basic或BCB，实现对运动函数库的二次开发。

1 系统组成及硬件介绍
系统硬件结构如图1所示。其中，运动控制卡采用PCI-1240，负责与上位机通讯，与PC机构成主从模式。这样，PC机可以专注于人机界面、实时监控和发送指令等系统管理工作，而运动控制卡负责处理运动控制的所有细节，如升降速计算、行程控制、多轴插补等，无需占用PC机资源。

比较后得Y。以差分传输方式传送可以有效地消除共模干扰，确保信号的正常传输。

在联接过程中，特别要注意的是导线的选择，这对于整个系统工作的稳定性、抗干扰能力以及信号的传输有较大影响。系统中选用PCL-10251高讯／杂比PCI-1240卡专用隔离信号线缆，可确保信号质量，提供良好的信号。同时，还应注意信号线必须远离动力电源线、大电动机、断路器、电焊机等大的电磁源以及视频监视器等，因为它们可能造成较强的电磁干扰，严重影响数据撷取系统。如果信号线穿过此类区域，必须单独隔离，采用屏蔽双绞线作为输入信号线，并且屏蔽双绞线的隔离层只能一端接地。