摘要：本文主要是眾為興數(shù)控系統(tǒng)ADT-8840控制卡在車間級控制器網(wǎng)絡中的應用介紹，并對眾為興ADT-8840控制卡的功能特性作了詳細的說明，為廣大渴求建立車間級控制器網(wǎng)絡的工廠用戶帶來一個性價比極佳的構建方案。

關鍵詞：運動控制系統(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)自動化生產(chǎn)技術的發(fā)展，越來越多的生產(chǎn)行業(yè)對自動化控制技術有了新的需求，傳統(tǒng)的工業(yè)自動化生產(chǎn)中的專用型控制器因其功能各異，在調試、運行和多機協(xié)同運作方面需耗費大量的專業(yè)技術人員對其進行維護，并且各控制器的實時運行信息缺乏有效的遠程監(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，但其林林種種的標準協(xié)議規(guī)范(Profibus、CAN、LONWORKS等)和高昂的軟硬件建設費用使廣大的中小企業(yè)用戶可望而不可及。針對此類技術市場需求，深圳眾為興數(shù)控技術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動控制卡ADT-8840。

二.ADT-8840產(chǎn)品性能簡介


ADT-8840運動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動控制卡。ADT-8840可通過在基于PC/嵌入式主機中的人機界面應用程序進行實時控制，也可以將制作好的加工程序通過以太網(wǎng)絡下載到控制卡中后脫機獨立運行。

主要功能特性：
·支持任意兩/三軸的硬件直線插補和任意兩軸的軟件圓弧插補。
·支持步進和伺服工作模式。
·擁有49個通用輸入點和16個通用輸出點。
·支持使用VC、VB進行上位機軟件開發(fā)，實現(xiàn)遠程實時控制與加工。
·支持使用G代碼編程的脫機加工模式。
·采用以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通訊，支持多卡聯(lián)機控制功能。
·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。
·較強的抗干擾和抗網(wǎng)絡攻擊能力。
·簡單易用的程序維護方式。

三.工業(yè)以太網(wǎng)總線的優(yōu)勢與拓撲結構

工業(yè)以太網(wǎng)在技術上完全兼容普通商用以太網(wǎng)，并在實時性、抗干擾和安全防護性能方面有所加強。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)議中用嚴格的數(shù)據(jù)校驗過程，因此與傳統(tǒng)的UART、USB、CAN總線通訊技術相比，具有較強的抗損能力和抗干擾能力，單級傳輸距離可以達到100-200米左右（與布線質量有關），可通過路由器或集線器多級串接（最多5級）。此外由于以太網(wǎng)及其相關設備的廣泛普及，因此基于以太網(wǎng)通訊的控制網(wǎng)絡可大幅降低設備投入成本，可輕松的實現(xiàn)車間級的工業(yè)現(xiàn)場控制總線，隨時對網(wǎng)內(nèi)的控制器進行實時控制與監(jiān)視。

由ADT-8840構建的網(wǎng)絡拓撲圖如下：


ADT-8840以設備節(jié)點的形式掛接于以太網(wǎng)絡中，并可以接收網(wǎng)絡中任何一臺主機的TCP連接請求，當連接成功后主機即可通過網(wǎng)絡直接對設備進行各種控制操作。一臺主機可以同時與多個控制卡設備進行連接與控制，這極大的節(jié)省了主機控制成本和人力成本。各控制卡間可以獨立工作，也可以通過IO信號來同步協(xié)調工作。

四.ADT-8840的開發(fā)應用要點

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

基本指令集

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

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控制程序的開發(fā)，不需要去了解復雜的總線協(xié)議和運動控制細節(jié)，直接通過API函數(shù)的調用來實現(xiàn)對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)控機床控制技術發(fā)展而來，遵循ISO國際標準。G指令主要用于脫機加工模式，可通過上位機將運動控制程序下載到控制卡中，從而實現(xiàn)現(xiàn)場可編程運動控制器的功能。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設計文件轉換成加工使用的G代碼指令。主要支持的指令包含G0、G1、G2、G3運動指令，G8/G9加速/減速指令、G4延時指令、M0、M1暫停指令、M2、M30程序結束指令、M98/M99子程序調用/返回/循環(huán)指令、和其它IO讀寫指令。

當采用VC/VB/EVC/VS2005開發(fā)工具對ADT-8840進行二次功能開發(fā)時，可最大程度的發(fā)揮ADT-8840的所有功能特點，可滿足大多工業(yè)現(xiàn)場實時控制要求。而使用G代碼進行編程控制時，則可以完全脫離上位機實現(xiàn)控制應用，以降低產(chǎn)品的開發(fā)周期與費用。

五.應用實例－－-ADT-8840在花式藝術石料板材加工生產(chǎn)線中的應用


花式藝術石料板材作為一種高檔的建筑裝飾材料已廣泛的應用于各種賓館、城市廣場、高級社區(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)品的加工質量差異較大，遠遠滿足不了市場的需求，而專用于高檔石材加工的智能設備目前在此市場上較為少見、單機設備成本較高，功能相對單一，如建立一個完整的自動化生產(chǎn)線將需要投入高昂的設備費用。而ADT-8840由于同時具備運動軌跡控制和IO控制能力，使其可生產(chǎn)線中廣泛應用于搬運、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。因整個生產(chǎn)線系統(tǒng)均采用了同型號的ADT-8840控制器，使得生產(chǎn)線的控制設計、調試、人員培訓、器件采購、設備維護等工作環(huán)節(jié)都得到了極大的便利，可大幅降低生產(chǎn)線的設備投入成本、縮短生產(chǎn)線的建設周期。同時由于ADT-8840是一款現(xiàn)場可編程運動控制器，可根據(jù)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝要求進行現(xiàn)場編程調整，提高生產(chǎn)線的適應范圍和潛在的擴展改造能力。此外，由于ADT-8840還具有通過以太網(wǎng)絡進行遠程監(jiān)視、控制的能力，使的高級生產(chǎn)管理者可在生產(chǎn)現(xiàn)場外隨時了解到生產(chǎn)線上每個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)情況，并可根據(jù)現(xiàn)場情況進行任務調度處理。

六.ADT-8840在其它工控技術市場上的應用展望

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

七.結束語

ADT-8840無論是在功能應用、設備成本、操作簡易性方面都將是廣大企業(yè)用戶的一個良好選擇，并方便于企業(yè)用戶建立自己的車間級工控網(wǎng)絡，提高企業(yè)的自動化生產(chǎn)管理水平，并減少設備維護、人員培訓等相關費用，提升企業(yè)的綜合生產(chǎn)效益。