工控機與運動控制卡



1. 工業電腦

常見參數說明:

  • RAID: 陣列備份
  • LPT接口: 並口,用於打印機(DB25)

1.1. ATX主板

注意: 使用限制,最多7個PCI插槽

  • IMB-M40H(存貨)
  • IMB-M43
    • 匹配6/7代Intel處理器
  • IMB-M43H

1.2. 單板+背板

  • PICMG 1.3單板(全長主板)
    • NuPRO-E43
  • PICMG 1.3背板
    • EBP-13E2
    • EBP-14E4

注意: 一般不用於DIO的處理(雖然手冊里說是可以的,但開發工作量巨大)

1.3. 機箱

  • RK610A/AM
    • 高度4U
    • 19寸

2. 運動控制卡

運動控制卡實現機構基本運動: 基礎函數及其組合運用
運動控制卡二維平面運動協調: 直線,圓弧插補及其組合運用
運動控制卡實現精確定位: 編碼器反饋,位置比較及手輪運用

2.1. 運動控制卡

運動控制卡是基於PC總線,利用高性能微處理器(如DSP)及大規模可編程器件,實現多個 伺服電機的多軸協調控制的一種高性能的步進/伺服電機運動控制卡。

包括脈沖輸出、脈沖計數、數字輸入、數字輸出、 D/A輸出等功能。支持S型、T型加速,直線插補和圓弧插補,多軸聯動函數等。

它可以發出連續的、高頻率的脈沖串,通過改變發出脈沖的頻率來控制電機的速度,改變發出脈沖的數量來控制電機的位置,它的脈沖輸出模式包括脈沖/方向、脈沖/脈沖方式。

  • 運動控制卡的功能,一般都包括歸零、定速、點位 、直線插補、多軸聯動插補和圓弧插補等功能。
  • 運動控制卡的性能一般包括通信速度、響應速度和控制速度(脈沖速度)。

在於利用PC強大的功能,比如CAD功能、機器視覺功能、軟件高級編程等;利用FPGA+DSP / ARM + DSP芯片的功能實現高精度的運動控制(多軸直線、圓弧插補等,運動跟隨,PWM控制等)。

2.2. 運動控制器

  • 運動控制卡需要一個載體(一個系統運行平台,必須基於PC)
    • 運動控制卡,一般是PCI插槽的,或者是104板卡的,都必須安裝在主機的主板上!
  • 運動控制器是完整的、獨立的硬件平台(類似於PLC)
    • 運動控制器一般只一種工業控制上應用的模塊,類似於PLC
    • 自帶系統平台和編程工具

2.3. PLC

運動控制卡與PLC都是控制器,主要負責工業自動化系統中運動軸控制、輸入輸出信號控制;

PLC肯定是通用一些,通訊組態都比較靈活,選擇也很多!一般運動控制卡CPU模塊是4軸,但可以擴展,現在大部分都能擴到32軸。一般低端點的PLC有兩個高速輸出點,可以控制2軸步進也可以購買相關的軸控制模塊或者有直接控制伺服的PLC一般也是可以到32軸。

PLC專長在於邏輯IO控制,而不是軌跡插補。

2.4. 分類

  • 集中式控制方案(脈沖序列)_通過端子板來控制/拓展電機
    • 基於單片機的ASIC脈沖序列控制卡
    • DSP
      • AMP-204C(¥2500-3000)
      • AMP-208C(¥5500)
  • 分布式控制方案_可以提供更多軸的控制,和更遠的控制距離
    • 分布式運動控制卡
    • EtherCAT解決方案
    • Ethernet解決方案

硬件:

  • 端子板
  • 伺服電機

基於PC的運動控制系統典型架構

運動控制卡的運動特性

2.5. 分布式運動控制

2.5.1. 主-從分布式凌華運動控制卡PCI-7856(256軸)

華頡科技

多軸遠距離控制,多I/O點控制

  • 最多可連接2,016個I/O坐標點
  • 最多可連接256個運動軸
  • 可編程定時器中斷
  • RJ-45接口,易於安裝
  • 可軟件選擇傳輸速度:3/6/12 Mbps (HSL)
  • 可軟件選擇傳輸速度:2.5/5/10/20 Mbps (Motionnet)
  • 板載非易失型RAM存儲器

PCI-7856為PCI接口卡,並為Motionnet和HSL系統提供兩個端口,用於機械自動化應用中的分布式運動和IO控制。HSL技術采用主-從結構,可實時掃描成千上萬個I/O坐標點。商用以太網電纜(帶RJ45接頭)用於HSL從模塊以簡化安裝,並盡可能使得傳感器設備相互靠近,從而減少了大量的布線。由於整合了離散型I/O和模擬I/O模塊,系統集成者可從HSL網絡獲益。這種本地網絡響應時間短,可實時掃描。

Motionnet系統(也稱“MNET”)是一款用於機械系統的分布式運動解決方案。MNET是一種創新型分布式運動技術,多達256軸,適用於任何具有主-從結構的伺服/步進電機的分布式運動控制中。該系統不僅具有通用的4軸運動控制,而且允許對特定的64個單軸運動控制模塊進行實時毫秒級掃描。

運動控制 & HSL特點

  • 運動控制和I/O控制距離更長,超過100
  • 大量的串聯運動軸控制和I/O控
  • Motionnet&HSL支持多達256個動作軸和2,016個I/O
  • 實時控制和響
  • Motionnet具有時間確定運動控制功
  • HSL可在1ms內更新超過2,000個I/O

2.5.2. 凌華分布式4軸運動控制模塊MNET-4XMO

華頡科技

MNET-4XMO

MNET-4XMO-C

MNET-4XMO為4軸運動控制器模塊,用於Motinonet分布式運動系統。該模塊可產生高頻脈沖 (9.9MHz),可驅動機械自動化現場中的步進電機或伺服電機。作為一個運動控制器,它可提供多種運動函數,包括2軸圓周插補、2-4軸線性插補、或連續插補。同時,也可通過單軸操作在線改變的位置/速度。

除了具有運動功能以外,凌華科技還提供具有實時運動比較和觸發脈沖輸出功能的其它型號(MNET- 4XMO-C),並可輕易整合進自動光學檢查應用系統。高達lOOKHz觸發輸出頻率可輕易觸發框架采集器或CCD,以實現線性掃描應用;路徑移動功能可以恆速連續移動。通過使用路徑移動功能,即具有路徑自動重新載入功能,節省了主計算機資源,也保證了整個運動過程時間確定、連續、平滑。

4軸分布式運動控制Motionnet模塊之「MNET-4XMO」,具有實時、高精度及高效能運動控制的特色,可輕易完成如高速點到點、高速直線及圓弧補間等功能,實現各類液晶、太陽能搬運、清洗、組裝等大型機台設備。

2.6. EtherCAT

  • PCIe-8338,提供最高64軸、1萬個DIO點的實時控制
    • ¥6000

2.7. Ethernet

2.8. EMX-100

3. 數據采集卡

3.1. HSL系統

凌華科技推出High Speed Link(簡稱HSL)系統“HSL-qSTART Starter Kit”優惠方案,針對需要導入串行式I/O實時控制系統的客戶,提供一次購足的完全解決方案。

HSL是串行式遠程I/O及時控制的絕佳選擇,此項技術在日本推出多年,廣被日系廠商采用,目前在全球市場已有超過三百萬點I/O使用凌華科技的HSL產品。凌華科技HSL全系列產品幫助設備制造商及廠區自動化方案的系統整合商,進行實時的遠程(最長2.4公里)I/O控制,也可進行運動控制。

3.2. 工業主板

3.2.1. M43/M43H

二者唯一的區別自在於,M43只支持PCIe接口,而M43H只支持PCI接口。

凌華工控機主板IMB-M43H(ATX工業主板)

  • 支持第六/七代Intel® Core™ i7/i5/i3處理器,兼容 Windows® 7操作系統
  • 最高支持32GB雙通道DDR4 2133/2400MHz內存
  • 獨特的電源設計,確保USB端口提供穩定的5V±5%供電,確保穩定性
  • IEC 61000-4-2~6 (Performance Criterion A),CE/FCC class B認證
  • 5個PCI擴展卡,工控機最多支持5張運動控制卡
  • 售后:2年內免費維修服務和終生技術支持

3.3. 長卡+背板

凌華工業主板NuPRO-E43全長主板(PICMG1.3單板電腦)

  • 支持第六代Intel® Core™ i7/i5/i3處理器
  • Intel® Q170 Express芯片組,支持PCI Express 3.0
  • 兩個DIMM插槽,最高支持32GB DDR4 2133內存
  • 四個板載SATA 3.0,支持RAID(磁盤陣列)
  • 四個COM接口(包含RS-232/422/485)
  • 內置凌華科技SEMA管理解決方案和SEMA Cloud服務
  • 支持Intel® PCIe插槽

EBP-13E2/EBP-13E4


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