摘 要：本文主要是眾為興數(shù)控系統(tǒng)ADT-8840控制卡在車間級(jí)控制器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用介紹，并對(duì)眾為興ADT-8840控制卡的功能特性作了詳細(xì)的說明，為廣大渴求建立車間級(jí)控制器網(wǎng)絡(luò)的工廠用戶帶來一個(gè)性價(jià)比極佳的構(gòu)建方案。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 以太網(wǎng)總線 現(xiàn)場可編程控制器

　　一.引言

　　隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的生產(chǎn)行業(yè)對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)有了新的需求，傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中的專用型控制器因其功能各異，在調(diào)試、運(yùn)行和多機(jī)協(xié)同運(yùn)作方面需耗費(fèi)大量的專業(yè)技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，并且各控制器的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息缺乏有效的遠(yuǎn)程監(jiān)控手段。雖然近些年基于工業(yè)現(xiàn)場總線的控制技術(shù)可有效的解決上述問題并因此得到了較為迅速的發(fā)展，但其林林種種的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)范(Profibus、CAN、LONWORKS等)和高昂的軟硬件建設(shè)費(fèi)用使廣大的中小企業(yè)用戶可望而不可及。針對(duì)此類技術(shù)市場需求，深圳眾為興數(shù)控技術(shù)公司推出了一款基于工業(yè)以太網(wǎng)通訊的多功能、高性能、可現(xiàn)場編程的通用型四軸運(yùn)動(dòng)控制卡ADT-8840。

　　二.ADT-8840產(chǎn)品性能簡介

　　ADT-8840運(yùn)動(dòng)控制卡是一款基于工業(yè)以太網(wǎng)通訊的多功能、高性能、可現(xiàn)場編程的通用型嵌入式四軸運(yùn)動(dòng)控制卡。ADT-8840可通過在基于PC/嵌入式主機(jī)中的人機(jī)界面應(yīng)用程序進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，也可以將制作好的加工程序通過以太網(wǎng)絡(luò)下載到控制卡中后脫機(jī)獨(dú)立運(yùn)行。

　　主要功能特性：

　　·支持任意兩/三軸的硬件直線插補(bǔ)和任意兩軸的軟件圓弧插補(bǔ)。

　　·支持步進(jìn)和伺服工作模式。

　　·擁有49個(gè)通用輸入點(diǎn)和16個(gè)通用輸出點(diǎn)。

　　·支持使用VC、VB進(jìn)行上位機(jī)軟件開發(fā)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制與加工。

　　·支持使用G代碼編程的脫機(jī)加工模式。

　　·采用以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，支持多卡聯(lián)機(jī)控制功能。

　　·采用軟件+硬件指令緩存工作方式，提高指令執(zhí)行的連續(xù)性。

　　·較強(qiáng)的抗干擾和抗網(wǎng)絡(luò)攻擊能力。

　　·簡單易用的程序維護(hù)方式。

　　三.工業(yè)以太網(wǎng)總線的優(yōu)勢與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　工業(yè)以太網(wǎng)在技術(shù)上完全兼容普通商用以太網(wǎng)，并在實(shí)時(shí)性、抗干擾和安全防護(hù)性能方面有所加強(qiáng)。由于以太網(wǎng)的鏈路層中有的電氣隔離作用并且其通訊協(xié)議中用嚴(yán)格的數(shù)據(jù)校驗(yàn)過程，因此與傳統(tǒng)的UART、USB、CAN總線通訊技術(shù)相比，具有較強(qiáng)的抗損能力和抗干擾能力，單級(jí)傳輸距離可以達(dá)到100-200米左右(與布線質(zhì)量有關(guān))，可通過路由器或集線器多級(jí)串接(最多5級(jí))。此外由于以太網(wǎng)及其相關(guān)設(shè)備的廣泛普及，因此基于以太網(wǎng)通訊的控制網(wǎng)絡(luò)可大幅降低設(shè)備投入成本，可輕松的實(shí)現(xiàn)車間級(jí)的工業(yè)現(xiàn)場控制總線，隨時(shí)對(duì)網(wǎng)內(nèi)的控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制與監(jiān)視。

　　由ADT-8840構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

　　ADT-8840以設(shè)備節(jié)點(diǎn)的形式掛接于以太網(wǎng)絡(luò)中，并可以接收網(wǎng)絡(luò)中任何一臺(tái)主機(jī)的TCP連接請求，當(dāng)連接成功后主機(jī)即可通過網(wǎng)絡(luò)直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行各種控制操作。一臺(tái)主機(jī)可以同時(shí)與多個(gè)控制卡設(shè)備進(jìn)行連接與控制，這極大的節(jié)省了主機(jī)控制成本和人力成本。各控制卡間可以獨(dú)立工作，也可以通過IO信號(hào)來同步協(xié)調(diào)工作。

　　四.ADT-8840的開發(fā)應(yīng)用要點(diǎn)

　　ADT-8840提供了兩大類的編程資源，分別是用于實(shí)時(shí)控制的基本指令集和用于脫機(jī)工作的G代碼指令集。

　　基本指令集

　　基本指令以API函數(shù)和動(dòng)態(tài)庫的形式提供給用戶使用。主要包含了各軸聯(lián)動(dòng)、插補(bǔ)、速度配置、停止、暫停/恢復(fù)、回原點(diǎn)、位置查詢、速度查詢、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)查詢、插補(bǔ)狀態(tài)查詢等運(yùn)動(dòng)指令，和IO讀寫、延時(shí)、文件操作、系統(tǒng)參數(shù)配置、網(wǎng)絡(luò)連接等輔助指令。

　　用戶可通過傳統(tǒng)的編程方式，選擇使用自己熟悉的VB、VC、EVC或VS2005編程工具來完成上位機(jī)控制程序的開發(fā)，不需要去了解復(fù)雜的總線協(xié)議和運(yùn)動(dòng)控制細(xì)節(jié)，直接通過API函數(shù)的調(diào)用來實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器的各種功能操作。

　　G代碼指令

　　G代碼指令為純文本格式的指令，由數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)發(fā)展而來，遵循ISO國際標(biāo)準(zhǔn)。G指令主要用于脫機(jī)加工模式，可通過上位機(jī)將運(yùn)動(dòng)控制程序下載到控制卡中，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場可編程運(yùn)動(dòng)控制器的功能。生成G代碼指令的數(shù)據(jù)源可來自于DXF、和PLT文件，可通過MASTCAM等第三方軟件工具將這些CAD設(shè)計(jì)文件轉(zhuǎn)換成加工使用的G代碼指令。主要支持的指令包含G0、G1、G2、G3運(yùn)動(dòng)指令，G8/G9加速/減速指令、G4延時(shí)指令、M0、M1暫停指令、M2、M30程序結(jié)束指令、M98/M99子程序調(diào)用/返回/循環(huán)指令、和其它IO讀寫指令。

　　當(dāng)采用VC/VB/EVC/VS2005開發(fā)工具對(duì)ADT-8840進(jìn)行二次功能開發(fā)時(shí)，可最大程度的發(fā)揮ADT-8840的所有功能特點(diǎn)，可滿足大多工業(yè)現(xiàn)場實(shí)時(shí)控制要求。而使用G代碼進(jìn)行編程控制時(shí)，則可以完全脫離上位機(jī)實(shí)現(xiàn)控制應(yīng)用，以降低產(chǎn)品的開發(fā)周期與費(fèi)用。

　　五.應(yīng)用實(shí)例---ADT-8840在花式藝術(shù)石料板材加工生產(chǎn)線中的應(yīng)用

　　花式藝術(shù)石料板材作為一種高檔的建筑裝飾材料已廣泛的應(yīng)用于各種賓館、城市廣場、高級(jí)社區(qū)、家庭裝飾等場合，用量巨大、附加值極高。然而由于石料板材的加工難度較高、工作環(huán)境惡劣，傳統(tǒng)的手工制作效率極低、同批次產(chǎn)品的加工質(zhì)量差異較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場的需求，而專用于高檔石材加工的智能設(shè)備目前在此市場上較為少見、單機(jī)設(shè)備成本較高，功能相對(duì)單一，如建立一個(gè)完整的自動(dòng)化生產(chǎn)線將需要投入高昂的設(shè)備費(fèi)用。而ADT-8840由于同時(shí)具備運(yùn)動(dòng)軌跡控制和IO控制能力，使其可生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用于搬運(yùn)、送料、粗切、定位、輪廓加工、花樣加工、拋光、清洗、包裝等工序中并得到很好的控制效果。因整個(gè)生產(chǎn)線系統(tǒng)均采用了同型號(hào)的ADT-8840控制器，使得生產(chǎn)線的控制設(shè)計(jì)、調(diào)試、人員培訓(xùn)、器件采購、設(shè)備維護(hù)等工作環(huán)節(jié)都得到了極大的便利，可大幅降低生產(chǎn)線的設(shè)備投入成本、縮短生產(chǎn)線的建設(shè)周期。同時(shí)由于ADT-8840是一款現(xiàn)場可編程運(yùn)動(dòng)控制器，可根據(jù)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行現(xiàn)場編程調(diào)整，提高生產(chǎn)線的適應(yīng)范圍和潛在的擴(kuò)展改造能力。此外，由于ADT-8840還具有通過以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制的能力，使的高級(jí)生產(chǎn)管理者可在生產(chǎn)現(xiàn)場外隨時(shí)了解到生產(chǎn)線上每個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)情況，并可根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行任務(wù)調(diào)度處理。

　　六.ADT-8840在其它工控技術(shù)市場上的應(yīng)用展望

　　ADT-8840定位為一款通用功能型的脫機(jī)控制卡。應(yīng)用領(lǐng)域大到自動(dòng)化生產(chǎn)線和小到簡單的IO控制設(shè)備，如：點(diǎn)膠機(jī)、鉆孔機(jī)、噴涂機(jī)、焊接機(jī)、切割機(jī)、雕刻機(jī)、四軸機(jī)械手等應(yīng)用行業(yè)，并可適應(yīng)于一些環(huán)境惡劣的無人看守場合進(jìn)行系統(tǒng)控制。

　　七.結(jié)束語

　　ADT-8840無論是在功能應(yīng)用、設(shè)備成本、操作簡易性方面都將是廣大企業(yè)用戶的一個(gè)良好選擇，并方便于企業(yè)用戶建立自己的車間級(jí)工控網(wǎng)絡(luò)，提高企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)管理水平，并減少設(shè)備維護(hù)、人員培訓(xùn)等相關(guān)費(fèi)用，提升企業(yè)的綜合生產(chǎn)效益。