一种高效的工业实时以太网网关的设计

为解决控制系统中多轴同步控制时系统复杂和布线麻烦的问题,提出了一种基于EtherMAC的工业实时以太网网关的设计方案,将开放性更好的工业实时以太网EtherMAC与专用性更好的RTEX总线结合起来,给出了EtherMAC总线的运行机制和特点、RTEX总线的优势、网关的软硬件结构及EtherMAC与RTEX结合的关键的时序部分的设计。实现了将RTEX网络嵌入到EtherMAC总线中,并能对其进行灵活的应用。经实验证明,设计的网关可以满足工业控制中应用的需要。

一种实时高效的伺服控制网关设计

实时工业以太网EtherMAC采用标准硬件,通用性、开放性好,为实现对封闭的MECHATROLINK-III协议的控制,对两种以太网协议进行了研究,提出了一种基于EtherMAC总线的实时工业以太网网关方案,给出了两种总线的机制和特点、网关的软硬件设计,将MECHATROLINK-III协议专用芯片嵌入在EtherMAC子节点中,使EtherMAC的子节点成为MECHATROLINK-III的主站。在CODESYS平台编写了测试程序,经实验验证,设计的网关产品满足工业控制应用的要求。

基于PC的运动视觉一体化开放控制平台设计

为了更方便地在运动控制系统中集成机器视觉,简化系统复杂程度,节约控制系统成本,借助Windows操作系统的实时拓展套件KRTS(Kithara real-time suite),在一台多核PC上,建立运行实时任务的实时子系统.该系统能够与运行非实时任务的Windows系统并行运行.使用通用的以太网卡进行运动控制数据与图像数据的传输,取代了运动控制卡、图像采集卡等专用硬件.开发了运动控制与机器视觉一体化解决方案,实现了控制平台的标准化、通用性和网络化,系统最大实时响应时间为36.96μs.基于该平台,开发了视觉引导的DELTA高速分拣系统.

基于IEC62061标准的SRECS风险评估与SIL分配

针对IEC/TC44技术委员会制定的IEC62061功能安全国际标准,着重介绍和讨论了安全控制系统风险评估简化方法与SIL分配应用等问题。

基于数据逆向分析的总线式数控系统轨迹控制精度测试方法

为了真实反映数控系统控制器的加工精度,通过分析基于工业以太网的数控系统结构,提出一种基于总线数据逆向分析的数控加工功能测试方法。用该方法设计的测试系统由基于FPGA开发的数据侦听器和监听计算机组成。数据侦听器捕捉总线中的数据帧并增加时间戳后发送到监听计算机,通过设计的数据侦听机制避免了对总线正常传输的延时影响。监听计算机上的数控加工功能分析软件对接收的以太网数据帧进行应用层解析,提取出运动控制数据,然后在线逆向建模分析以测试数控系统的加工功能。以圆弧插补精度的测试为例,论述了数据分析的方法,并利用KRTS实时扩展为数据接收和分析过程提供实时运行环境。通过对一款基于EtherCAT的数控系统插补精度测试表明,该方法可以简洁高效地测试数控系统的加工功能。

软PLC开发平台与EtherMAC接口技术研究

为提升基于Ether MAC工业实时以太网平台的运动控制系统开发效率,提出了一种可使用IEC61131-3编程语言在该平台下开发运动控制系统的方法。通过研究开放式软PLC开发平台Co De Sys在Windows CE 6操作系统下的二次开发技术,结合Ether MAC的从站首节点定时触发机制,设计一种以外部事件机制和内核对象事件机制实现程序同步的Ether MAC组件。并以开发数控绕线机的控制系统为例,对该组件的可行性和性能进行验证,结果表明其能够满足控制系统的功能要求,并有效地提高开发效率。

基于AutoCAD的停车设备组合机床自动数控编程算法

在停车设备用型材加工中,为了实现CAD软件与数控机床加工之间的数据共享,提出一种适用于专用组合机床的自动编程算法。介绍了程序格式、数据预处理方法和程序生成方法,并在九通道二十一轴停车设备型材组合机床上进行了成功实施,验证了基于本算法的自动编程系统的有效性。

振镜伺服系统带宽提升方法研究

激光振镜系统中一般要求电机需满足2°/200 Hz高频响应,传统PID控制方法难以满足小惯量、低幅值、高频率的电机控制要求。因此,为提高位置环、电流环带宽及系统响应速度,研究和应用了多采样更新策略、电流预测控制算法、基于多采样死区补偿算法,多种控制方式融合并应用于定制永磁同步电机,在振镜伺服系统中实现200 Hz位置环的低幅值高频正弦振动。提出的前后向差分方法实现电流预测控制算法和基于多采样死区补偿算法过程重合,未明显增加计算量。所提方法在Matlab/Simulink中验证了可行性和正确性,并搭建实验平台验证了该方法的有效性,取得良好的控制效果,对于伺服系统的高频响应应用具有借鉴意义。

永磁体磁通量自动检测系统开发与设计

基于电子积分原理,设计开发了一种新型的永磁体磁通量自动检测系统,该系统通过PLC控制的六气缸联动装置实现了永磁体的送检、检测及分拣等动作。为了配合机械装置的动作过程,设计了磁通计硬件电路,并且利用PLC和磁通计I/O信号的交互,实现了整个检测过程的有序进行。同时开发了下位机软件和上位机数据管理软件,实现人机交互和数据管理。实际测试结果表明,该系统运行可靠,检测精度能够达到企业要求。

基于EtherMAC的新型实时伺服控制网关设计

为解决松下RTEX伺服控制器的开发依赖专用通信芯片MNM1221的问题,提出了一种基于EtherMAC的新型实时伺服控制网关的设计方案。将标准性、通用性更好的EtherMAC工业实时以太网与封闭的松下RTEX协议结合起来,通过研究EtherMAC与RTEX协议的运行机制与特点,设计了一种新型伺服控制网关软硬件方案,完成了两种协议结合的关键时序设计。实现了在不使用MNM1221专用芯片的情况下,将RTEX网络嵌入到EtherMAC总线中,并能对其进行灵活的应用。经Kithara实时运动平台上实验验证,设计的网关产品满足工业控制应用的要求。