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多轴运动控制器

独立式多轴运动控制器

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EMAC-200 Brochure 样本 EMAC Hardware Installation Guide Motor Interface
Hardware Manual硬件手册 EMAC Interpolation Algorithm E-CAM research
EPro-motion Manual执行软件 External Profile Touch screen comunication
 EC-motion Manual 编程环境 CAM profile


EMAC-200和EMAC-400独立式多轴运动控制器

EMAC的亮点

一、快

1、更短的位置环伺服周期(1轴:100uS,2轴:154uS,3轴:205uS,4轴:256uS)

—电机更快的响应;

—更好的伺服性能;

—更快的加减速度、更高的执行效率。

2、控制器程序执行快

指令周期:96MIPS

C语言程序,先编译后执行,比解释执行的控制器更快。

100*100次乘法运算,需要3ms。对于某些控制器,需要4~5s。 

二、易用的开发性

1、编程的开放性

C语言开发,方便灵活。控制器库函数,灵活地使用数组,函数,指针,结构体,共用体等。

引用C标准库:stdio.h,string.h,math.h

 2、可自由访问控制器资源:

对内存编程:64KB双端口RAM,8KB NVRAM(非易失性存储器)

通讯接口:Ethernet,串口,CANbus

 3、特有的External Profile Mode,可自己编写每一个(几个)伺服周期的位置,速度,加速度,加加速度等。

使用该功能,可开发自己的插补算法,或伺服算法

三、易与第三方设备通讯,成为PLC强大的运动控制器

四、Sync-Bus将每个控制器伺服周期和时钟同步,轻松实现多台控制器高速高精度协调工作

 
总线式多轴运动控制器

一,CAN 总线

EMAC-200/EMAC-400/EMAC-Drive是标准的CAN总线产品。

CAN 是Controller Area Network 的缩写(以下称为CAN),是ISO国际标准化的串行通信协议。在当前的汽车产业中,出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求,各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同,由多条总线构成的情况很多,线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN,进行大量数据的高速通信”的需要,1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。此后,CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化,现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。

  现在,CAN 的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

CAN总线优势

  CAN属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之目前许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言,基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性:

网络各节点之间的数据通信实时性强

  首先,CAN控制器工作于多种方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS-485只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差;

缩短了开发周期

  CAN总线通过CAN收发器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连,而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态,CANL端只能是低电平或悬浮状态。这就保证不会在出现在RS-485网络中的现象,即当系统有错误,出现多节点同时向总线发送数据时,导致总线呈现短路,从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响,从而保证不会出现象在网络中,因个别节点出现问题,使得总线处于“死锁”状态。而且,CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现,从而大大降低系统开发难度,缩短了开发周期,这些是仅有电气协议的RS-485所无法比拟的。

已形成国际标准的现场总线

  另外,与其它现场总线比较而言,CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。这些也是目前 CAN总线应用于众多领域,具有强劲的市场竞争力的重要原因。

最有前途的现场总线之一

  CAN 即控制器局域网络,属于工业现场总线的范畴。与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。由于其良好的性能及独特的设计,CAN总线越来越受到人们的重视。它在汽车领域上的应用是最广泛的,世界上一些著名的汽车制造厂商,如BENZ(奔驰)、BMW(宝马)、PORSCHE(保时捷)、ROLLS-ROYCE(劳斯莱斯)和JAGUAR(美洲豹)等都采用了CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。同时,由于CAN总线本身的特点,其应用范围目前已不再局限于汽车行业,而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。CAN已经形成国际标准,并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。其典型的应用协议有:SAE J1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA 2000等。
 

二,Powerlink
 Powerlink controller

以太网Powerlink的成功组合
以太网Powerlink( EPL )是用一种高速的数字解决方案,使用标准的以太网络硬件将一个运动控制器连接到多驱动器和多数字I/O点。这种自动化和运动控制的集中的实时通讯系统确定了以太网Powerlink的实时性优势。
以太网Powerlink是一个强大的数字运动总线解决方案,结合了fieldbus网络布线,以太网的速度和普及率,便宜的硬件成本和开放平台一系列优点。
以太网Powerlink是一个自动化的工业以太网解决方案,拥有实时性能,高精度和标准以太网硬件。标准以太网硬件利用网络时间槽管理可以得到具有决定性或具有时间保证的信息。每一个以太网Powerlink控制的节点(CN)都具有专用时段用以同管理节点(MN)之间发送和接收信息。

以太网Powerlink是一个由以太网Powerlink标准化组织维护的开放性标准。多家供应商,OEM设备制造商和用户推动其标准为工业的需求定位。作为一个开放的标准,以太网由于没有典型专利和知识产权所有权而不会对单一供应商解决方案的有效性和吸引力起消极的影响所用。

以太网Powerlink的优势:
•标准布线和并集线器支持任何拓扑应用
•办公前沿和工厂制造可以使用同一以太网路
•已经培训过的安装信息技术
•消费量驱动器硬件成本下跌
•开放标准更大的加强了灵活性
•全数字化系统降低EMI问题

三,SyqNet

SynqNet 是一个高性能、全数字的开放性同步运动控制网络,它采用一种实时、同步数字网络专利技术及双冗余数据通道设计,从而可在各种复杂应用中实现卓越的运动性能,并确保机器运行的高可靠性。

  高性能的运动网络需要密切管理的定时机制,以确保多个轴的同步和实时更新。尽管以太网为采用分布式控制的一般应用提供了足够性能,但它的速度过慢,无法在更加苛刻的环境中使用。在这些环境中,人们需要使用一个快速同步网络将集中式运动处理器与多个伺服轴相连。SynqNet 是第一个商业性100BaseT (IEEE802.3) 网络,提供了集中式控制模型的全部性能优势,在性能、容错、可靠性和诊断功能上都得到增强。SynqNet 专门支持高性能集中式控制系统,具有自修复操作、基于发现的简单组态以及很高的抗噪声干扰性能。另外,SynqNet 还得到提供众多低成本产品的多家驱动器供应商的支持,提供了独特的性能/ 价格比优势,从而被越来越多的行业巨头和原始设备供应商 (OEM) 客户所采用。

  SynqNet 可帮助OEM 建造更优质的机器,减少电缆连线,提高机器结构的灵活性,但又不会影响运动性能。MotionEngineering 公司总经理 Phil Strong 表示:"SynqNet 是响应客户对一种不会削弱性能、并支持各种驱动装置选择之运动网络的强烈需求而开发的。其他大多数运动网络均不适合交叉耦合轴应用。SynqNet 的高带宽速度管道与MEI 运动控制相结合,使之可支持复杂中央控制模型,这种模型在现今的性能最优化机器中日益重要。"

  详细资料请访问:http://support.motioneng.com

 四,EtherCAT

EtherCAT(以太网控制自动化技术)是一种用于确定性以太网的高性能工业通信协议,它扩展了IEEE 802.3以太网标准,使得数据传输中具有可预测性定时及高精度同步等特点。这个开放性标准作为IEC 61158的组成部分,常用于机械设计及运动控制等应用中。

EtherCAT在标准的以太网电缆上应用主/从式的构架。美国国家仪器公司的EtherCAT主设备由带有两个以太网端口的实时控制器构成,如NI CompactRIO及PXI。每个NI从设备同样包含两个端口,允许以菊花链模式与主控制器连接。

ECET 元茂兴基于EtherCAT通讯协议的控制系统

EMAC-CAT即将到来

 


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