7）通过设臵 I变量可以控制以下典型 P.I.D 伺服环
Following Error 跟随误差
Command + Position Error
=
Commanded Position 指令位置
-
Actual Position 实际位置
DAC 16 Bit
?10V
-
PID Digital Number Servo Algorithm ?32767 DAC Bits
PC连接型NC 即将现有原型CNC与PC用通用串行线直接相连的 一种组成形式:DNC PC嵌入型NC 即在传统的专用数控机床中嵌入PC技术，PC与 CNC之间用专用总线连接。 －８４０系统。 运动控制器+PC型 即在通用PC的扩展槽中插入运动控制卡，完全采 用以PC为硬件平台的数控系统。－PMAC运动控制器 全软件型NC 即完全采用PC的全软件形式的数控系统。NC的 全部功能处理全由PC进行，并通过装在PC扩展槽中 的接口卡等进行控制。STEP-NC
Communications Variables Motor Activated Flags & Modes Variable DAC Configuration Position Encoder Configuration DAC Trimming "Velocity" Encoder Configuration Encoder Relative Scaling Preliminary Tuning Variables Jogging Setup Variables Position Capture Configuration Homing Setup Variables
定义坐标系
系统编程
设计程序结构
编写和调试程序
5）PMAC 的指令
1. I-变量 (1024) 初始化和变量设置 提前定义其含义 有的影响卡的全局 有的是电机的定义 有的是坐标系的定义 有的是编码器的定义
2. P-变量(1024) 用户定义的变量 48-bit 浮点格式 全局存取 (与坐标系无关)
AM P
M
Actual Position
Enc
P (proportional gain比例增益) Ix30 I (integral gain积分增益)Ix33 D (derivative gain微分增益) Ix31
Spring刚性，刚度 Shock Absorber 减震，吸收
Important Setup I-Variables SETUP PROGRAM FUNCTION
3、PMAC系列运动控制器
PMAC 1 的标准配置
20MHz Motorola DSP 56001系 列数据信号处理器 线性，圆弧， 三次轨迹计算， 样条插补
8路（数模转换）16位DAC输出 256个运动程序存储能力 16个码盘通道输入 16个通用I/O I/O扩展端口 越程极限，回原点，伺服放大 器报警，使能标志信号接口 LCD和VFD显示端口 Bus and/or RS-422通信 64个异步PLC程序存运行 超大程序的实时下载执行功能 64位位置计数范围 位置环，速度环，电流环三环 矢量控制能力 曲线加减速控制 自定义伺服算法能力
数控装置 控制模块 管理模块
电 机 运 动 控 制
位 置 运 动 控 制
插 补 计 算
刀 补 计 算
误 差 补 偿
速 度 处 理
G 功 能 处 理
监 控 处 理
中 断 处 理
P L C 处 理
数控软件功能模块
部分控制模块功能
电机运动控制
插补计算
刀补计算
监控处理
中断处理
匀 速 控 制
加 / 减 速 控 制
1）PMAC 的功能
五、资源管理 1. 常规管理 定期自动执行资源管理功能，以确认谁正常 2. 报警 跟随误差限制、 硬件超程限制、软件超程限制、 放大器报警 3. 看门狗的更新 在每个PLC扫描之间, PMAC 执行上述任务保证自身的正常更新，如果 这些功能不能在最小的频率内检测，卡上的看门狗将报警 六、与主机通信 1.随时与上位机实时通讯，甚至在一个运动序列中间； 2.将命令放入一个程序缓冲区以便以后执行； 3.如果命令非法则将向上位机主机报错。 七、任务优先级 1.任务是按照优先级电路组织起来，使应用程序以最优化、高效、安 全的运行 2. 优先级是固定的，但是他们的频率时可以由用户控制的
1、PMAC运动控制器结构
2、PMAC的开放式结构
基于PC（它本身也是一台计算机） 可控制各类电机 — 步进，交 / 直流服，线性电机，液压伺 服. 可接受各类反馈—增量绝对码盘，光栅尺，激光干涉仪， 电位计，磁致伸缩传感器，旋转变压器等. 多总线结构—PC， VME， STP， PCI， 104， MACRO. 一卡可同时控制8个轴，可扩展到128个轴连动. 后台PLC可扩展到1024点. 可独立运行RS-232，422 由主机通过接口或总线发送指令 在板DPRAM选项 在板A/D转换选项 32位在板I/O PWM, DAC 输出模式
3）PMAC 的典型开放式应用
Machine I/O
Amplifier
A BC A B C interface
工业现 场总线
PMAC
功率 放大
Motor
Enc. Halls
驱动受控 机械对象
Software Interface
4）PMAC 的应用系统建立
硬件
接线
判断连接
软件设置及定义
M变量内存图
管理模块
控制模块
电 机 运 动 控 制
位 置 运 动 控 制
插 补 计 算
刀 补 计 算
误 差 补 偿
速 度 处 理
G 功 能 处 理
监 控 处 理
中 断 处 理
P L C 处 理
2 PMAC运动控制器
PMAC-Programmable Multi-Axis Controller 是 可编程多轴运动控制器，也称运动控制计算机. 它主要由MOTOROLA DSP CPU与DELTA TAU公司开 发和特制的用户门列IC组成. 主要功能: 1. 控制伺服轴 2. PLC 3. 数据采集
（3）PC嵌入型NC
即在传统的专用数控机床中嵌入PC技术，PC 与CNC之间用专用总线连接。其优点是原型CNC 几乎可以不加改动的使用，且数据传送速度快、 系统响应快。其目的是增加数控系统的计算机功 能，实现联网和大规模数据处理。如FANUC公 司的150/160/180/210系统、Siemens840D系统、 Num1060系统、AB9/360等数控系统。
I-VARIABLES
CONFIGURED
I3, I4, I9 I100 I125 I102, I169 I103, I900 I129 I104 I109 I111,I112,I169 I130,I131,I132 I119,I120 I121,I122 I902,I903 I123,I126
脱机运行
G-Code 编程（可自定义）
电子齿轮
先进的PID及扩展伺服算法
1）PMAC 的功能
一、执行运动程序 1. PMAC 在某一时间执行一个运动, 并执行有关运动的所有计算 2. PMAC 总是在实际运动之前,正确地调和即将执行的运动 二、执行PLC程序 1. 以处理器允许的时间尽可能快的扫描PLC程序 2. PLC适用于某些异步于运动程序的运动过程 三、伺服环更新 1.对于每一个电机， PMAC都以一个固定频率（2KH左右）自动对其 进行伺服更新 2. 伺服环根据运动的设计者编写程序公式，从当前的实际位臵和指令 位臵增加指令的数值 四、换相更新 1. PMAC 以9KHZ的频率自动进行换向计算和控制； 2. PMAC 测量并估算 转子的磁场定向，然后处理电机的相之间的指令
直 线 、 圆 弧 插 补
螺 旋 线 、 空 间 插 补
刀 具 半 径 补 偿
刀 具 长 度 补 偿
键 盘 处 理
显 示 处 理
报 警 处 理
急 停 处 理
2、开放式数控系统
随着数控技术的发展，数控系统变得越来越复杂，暴露 出许多自身固有的缺陷。最大的问题是，这些数控系统都 是专门设计的，它们具有不同的编程语言、非标准的人机 接口、多种实时操作系统、非标准的硬件接口等，这些缺 陷造成了数控系统使用和维护的不便，也限制了数控技术 的进一步发展。 为了解决这些问题，人们提出了“开放式数控系统”的 概念。这个概念最早见于1987年美国的NGC(Next Generation Controller)计划， NGC控制技术通过实现基于相 互操作和分级式的软件模块的“开放式系统体系结构标准 规范（SOSAS）”找到解决问题的办法。一个开放式的系 统体系结构能够使供应商为实现专门的最佳方案去定制控 制系统。
2 基于运动控制器的数控系统（功能概图）
计算机
开关量 I/O
PCI总线
其它I/O
Hale Waihona Puke 伺服辅助控制信号运动控制器 基本模块
I/O模块
运动控制 指令
伺服 驱动器
伺服电机
数控系统 （运动控制器）
位置反馈 主轴 驱动器
2 基于运动控制器的数控系统（PCI总线）
2 基于运动控制器的数控系统（软件系统）
数控装置
（4）软件数控 它的CNC软件全部装在计算机中，而硬件部分 仅是计算机与伺服驱动和外部I/O之间的标准化通 用接口。目前由于存在着操作系统的实时性标准统 一性及系统稳定性等问题，这种系统目前正处于探 求阶段，还没有大规模投入到实际的应用中。目前 全软件型NC的典型产品有美国MDSI公司的Open CNC、德国Power Automation公司的PA8000 NT等。