基于SERCOS技術(shù)的開放式運(yùn)動控制關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)的研究.pdf

1、運(yùn)動控制器的開放性是設(shè)備制造商保護(hù)自身投資,集成用戶的特殊功能,提高產(chǎn)品在國內(nèi)外市場競爭力的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)今控制系統(tǒng)的開放性已經(jīng)成為許多國家和地區(qū)的政府及制造業(yè)發(fā)展的焦點(diǎn),其成果不僅將促進(jìn)科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步,還將具有重要的社會和經(jīng)濟(jì)意義。 針對運(yùn)動控制器開放性的需要,在分析研究世界上流行的開放式體系結(jié)構(gòu)OSACA、OMAC、OCEAN、OSEC的基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)字運(yùn)動控制接口技術(shù)的最新發(fā)展和IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn),采用組件化、模塊化

2、的設(shè)計方法和面向?qū)ο蟮木幊趟枷?對開放式運(yùn)動控制器進(jìn)行了深入研究。論文的主要內(nèi)容如下： 1.在深入研究OSACA、OMAC、OCEAN、OSEC等開放式體系結(jié)構(gòu)和對國內(nèi)各大數(shù)控制造商進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上,參與了國家標(biāo)準(zhǔn)“開放式數(shù)控系統(tǒng)第2部分體系結(jié)構(gòu)”的起草,并依據(jù)組件化設(shè)計原則,標(biāo)準(zhǔn)將軟件劃分為運(yùn)動控制組件、軸控制組件、邏輯控制組件、任務(wù)控制組件、診斷組件和人機(jī)界面組件。系統(tǒng)中的各個功能組件是以獨(dú)立應(yīng)用程序的方式運(yùn)行,模塊之間的通

3、訊采用中性消息語言和共享內(nèi)存。在體系結(jié)構(gòu)中將任務(wù)控制模塊從運(yùn)動控制功能中獨(dú)立出來,使之具備與HMI模塊的通信、程序的解釋和刀具補(bǔ)償、運(yùn)動控制和邏輯控制的執(zhí)行三大功能,從而提高了系統(tǒng)的靈活性。 2.通過對SERCOS接口的深入分析和研究,開發(fā)了實時Linux操作系統(tǒng)下的SERCOS接口驅(qū)動器與soft-CNC平臺的接口--LinSERCANS。該軟件的控制功能與技術(shù)規(guī)范完全符合SERCOS接口國際標(biāo)準(zhǔn)。以LinSERCANS為通訊

4、接口軟件為基礎(chǔ)還進(jìn)一步構(gòu)建了基于SERCOS接口技術(shù)的開放式運(yùn)動控制器BJUT-ONC。 3.推導(dǎo)了定長裁斷的電子凸輪公式,應(yīng)用此公式實現(xiàn)了輥切輪運(yùn)動軌跡的加速度連續(xù),并在BJUT-ONC平臺基礎(chǔ)上開發(fā)了數(shù)控定長裁斷的控制系統(tǒng),實現(xiàn)了輥切輪精確的位置控制,使產(chǎn)品長度精度從±2mm提高到±0.5mm。 4.開發(fā)了基于LinSERCANS的BJUT-ONC運(yùn)行系統(tǒng),實現(xiàn)LinSERCANS與軟PLC結(jié)合。采用API HOOK

5、原理,建立了LinSERCANS接口函數(shù)與軟PLC軟件外部庫的通訊,解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)中不同操作系統(tǒng)下的動態(tài)鏈接庫無法直接調(diào)用的問題；通過對TCP/IP協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化,實現(xiàn)了BJUT-ONC運(yùn)行系統(tǒng)借助TCP/IP或RS232與CoDeSys開發(fā)系統(tǒng)之間的通訊。采用軟PLC技術(shù)的BJUT-ONC運(yùn)行系統(tǒng)提高了軟件開發(fā)的靈活性,可操作性和可移植性,縮短了軟件開發(fā)周期。 5.BJUT-ONC運(yùn)行系統(tǒng)在全電子注塑機(jī)中的應(yīng)用。針對注射成型的工