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基于PMAC的開放式數(shù)控教學(xué)平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)
（作者未知） 2009/11/17
（接上頁）口完成諸如電源開關(guān)、行程開關(guān)、回零開關(guān)等各種開關(guān)量信號(hào)的輸入/輸出等實(shí)時(shí)任務(wù)。DTC-8B轉(zhuǎn)接板（標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)采用ACC8S，考慮價(jià)格因素采用國(guó)產(chǎn)DTC-8B轉(zhuǎn)接板），主要將PMAC卡上JMACH口與伺服驅(qū)動(dòng)器相連接，傳送PMAC卡上JMACH口的連接信號(hào)，主要起接線擴(kuò)展的作用。本系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。
本系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：軟、硬件具有較強(qiáng)開放性，能方便實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)二次開發(fā)，功能擴(kuò)展、裁減，體現(xiàn)開放式數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。所開發(fā)的控制軟、硬件采用模塊化思想，具有可擴(kuò)展、可重構(gòu)功能。學(xué)生在數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)上，可以在教師指導(dǎo)下設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)改變數(shù)控系統(tǒng)的控制功能和結(jié)構(gòu)特征，完善學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造性的教學(xué)模式。
圖2 數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖
5 基于PMAC開放式數(shù)控教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成
本實(shí)驗(yàn)臺(tái)為三軸數(shù)控實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)（即數(shù)控銑床數(shù)控系統(tǒng)），為無負(fù)載試驗(yàn)臺(tái)。三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)控制，X、Y、Z向電機(jī)軸上安裝編碼器，實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)控制。行程為 X 方向 250mm，Y 方向 500mm，Z 方向 250mm。
系統(tǒng)硬件主要有以下幾部分構(gòu)成:
(1)一塊PMAC2A-PC104運(yùn)動(dòng)控制卡。
(2)一臺(tái)工業(yè)控制機(jī)(IPC)機(jī)：本控制系統(tǒng)采用聯(lián)想工控機(jī)，型號(hào)：IPC610H，CPU奔騰4主頻2.0GHz， 256M內(nèi)存，80G硬盤，集成顯卡網(wǎng)卡。具有標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)卡 ISA 總線，能方便嵌入 PMAC 卡。
(3)伺服驅(qū)動(dòng)裝置 采用日本松下公司的伺服驅(qū)動(dòng)，型號(hào)：MBDDT2210，配套的伺服電機(jī)型號(hào)：MSMD042P1U。檢測(cè)裝置：伺服電機(jī)內(nèi)置5 線制增量式編碼器，2500p/r（分辨率：10000）。
(4)主軸驅(qū)動(dòng)裝置 通用交流電動(dòng)機(jī)，變頻器采用松下型號(hào)：BFV00072GK。
6 控制系統(tǒng)硬件連線
在此僅以X軸（1號(hào)電機(jī)）為例說明其連接方法，其它Y、Z軸的連接方法與此類似。
6.1 PMAC2A-PC104與IPC連接
PMAC-PC104卡通過 PC104-ISA 轉(zhuǎn)接卡插入工控機(jī)(IPC)ISA總線連接，數(shù)字電路從總線上獲得到+5V電源。
6.2 PMAC2A-PC104與系統(tǒng)連接
PMAC與系統(tǒng)的連線是通過兩根扁平電纜接在PMAC的JMACH接口上和DTC-8B（相當(dāng)于轉(zhuǎn)接板）上。JMACH包括四個(gè)通道的I/O：模擬輸出，增量編碼器輸入，相關(guān)的輸入和輸出捕捉信號(hào)，電源的連接，這四個(gè)通道將被1—4個(gè)電機(jī)使用。DTC-8B接線板為25針D型端子與伺服驅(qū)動(dòng)器連接。DTC－8B有4個(gè)接口一樣的通道可接4個(gè)驅(qū)動(dòng)器，接口圖如圖3所示。
6.3 連接增量編碼器
本系統(tǒng)采用松下伺服驅(qū)動(dòng)器，編碼器連接路線是，編碼器的輸出口連接至伺服驅(qū)動(dòng)器X6接口，伺服驅(qū)動(dòng)器再連接至DTC-8B（轉(zhuǎn)接板）實(shí)現(xiàn)。伺服驅(qū)動(dòng)器DTC-8B（轉(zhuǎn)接板）的連接采用6芯的雙絞屏蔽線的各顏色芯分別焊在25針“D”型接頭的相應(yīng)針上。
6.4 連接驅(qū)動(dòng)器
系統(tǒng)不需要PMAC為電機(jī)進(jìn)行換向，使用PMAC通道1的單端控制，把DAC1接在放大器的控制輸入上， PMAC的AGND仍然接在放大器的控制信號(hào)返回線上。把DAC1/針懸空，不要讓它接地。驅(qū)動(dòng)器由200VAC電源供電，電源的火線接在放大器的L1，電源的零線接在放大器的L3。
6.5 輔助連接
(1)限位信號(hào)（+LIMn和-LIMn） 圖3 DTC－8B接口圖
PMAC為每個(gè)電機(jī)提供了兩個(gè)輸入作為行程開關(guān)控制。在電機(jī)動(dòng)作時(shí)他們 必須為低電平，以允許電機(jī)移動(dòng)（從光電隔離器的發(fā)光二極管上取電流）。這就需要一個(gè)常閉的行程開關(guān)。這些輸入是有方向性的；它們只能停止一個(gè)方向的移動(dòng)。注意：行程控制方向的極性與與人們通常想到的相反，正方向的行程開關(guān)應(yīng)接在-LIM輸入上，而負(fù)方向的行程開關(guān)應(yīng)接在+LIM輸入上，如果編碼器輸入的方向被改變了，那么行程開關(guān)的接線也應(yīng)一同被改變。
安裝限位開關(guān)時(shí)，把-LIM1輸入與正行程方向的負(fù)極性接在PMAC的AGND上。為了使數(shù)字電路的標(biāo)志與模擬電路相隔離，應(yīng)把限位開關(guān)的負(fù)極性接在地線上。
(2)放大器使能信號(hào)（AENAX/DIRN）
放大器有一個(gè)使能/禁能的輸入來控制放大器。PMAC的AENA線就是為此設(shè)置的�？梢杂迷撔盘�(hào)打開或關(guān)掉放大器（接在使能線上）。AENA/DIR是一個(gè)集電極開路輸出，需要一個(gè)
數(shù)控系統(tǒng)總體連線示意圖如圖4所示
圖4 數(shù)控系統(tǒng)總體連線示意圖
上拉電阻（未完，下一頁）
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