ADT-6943A1總線卡在分布式工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、現(xiàn)場(chǎng)總線介紹

　　現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是計(jì)算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)通訊、超大規(guī)模集成電路、儀表和測(cè)試、過(guò)程控制和生產(chǎn)管理等現(xiàn)代高科技迅猛發(fā)展的綜合產(chǎn)物，主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)總線作為工廠數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，溝通了生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)及控制設(shè)備之間及其與更高控制管理層次之間的聯(lián)系，因此現(xiàn)場(chǎng)總線的內(nèi)涵現(xiàn)在已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是指這一根通訊線或一種通訊標(biāo)準(zhǔn)?？偩€在運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用使得工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展，為自控設(shè)備與系統(tǒng)開(kāi)拓了更為廣闊的領(lǐng)域。現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)主要有如下特點(diǎn)，全數(shù)字化通信、開(kāi)放型的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、互可操作性與互用性、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性。

　　二、RTEX總線介紹

　　RTEX（Realtime Express）是松下公司開(kāi)發(fā)的一種高速實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，可以在0.5ms的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大32軸的高速網(wǎng)絡(luò)通信，和精準(zhǔn)的同步控制。RTEX采用的是環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括上位主機(jī)在內(nèi)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，都具備一個(gè)出口（TX）和一個(gè)入口（RX），從主機(jī)的出口（TX）開(kāi)始，主機(jī)與節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間，相互串聯(lián)，最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)的出口（TX）連接到主機(jī)的入口（RX），構(gòu)成了一個(gè)環(huán)。RTEX每個(gè)0.5ms周期內(nèi)完成一次讀寫，主機(jī)會(huì)一次性對(duì)所有節(jié)點(diǎn)發(fā)出控制命令，同時(shí)獲取到所有節(jié)點(diǎn)的反饋信號(hào)，并完成對(duì)所有節(jié)點(diǎn)輸出的計(jì)算過(guò)程。RTEX在這種類似令牌網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，以主機(jī)控制各子節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘同步通訊方式，實(shí)現(xiàn)了高速實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊協(xié)議。RTEX有很強(qiáng)的抗干擾能力、可信賴通信方式以及低廉配線成本等特點(diǎn)使其在以太網(wǎng)工業(yè)總線領(lǐng)域獲得很大突破。需要注意，RTEX整個(gè)環(huán)網(wǎng)必須保持聯(lián)通，才能正常工作，一旦有一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生錯(cuò)誤或斷開(kāi)，網(wǎng)絡(luò)便會(huì)陷入癱瘓。

　　三、眾為興ADT-6943A1總線控制卡介紹

　　眾為興ADT-6943A1控制卡是一款高性能16軸RTEX總線運(yùn)動(dòng)控制卡。它可控制多達(dá)32個(gè)終端（這些終端包括伺服、步進(jìn)、IO模塊、DA模塊、AD模塊），最多可控制16個(gè)軸，實(shí)現(xiàn)16軸聯(lián)動(dòng)、6軸插補(bǔ)、16軸編碼器位置檢測(cè)等功能。其終端設(shè)備模塊化的設(shè)計(jì)，接線方式簡(jiǎn)潔，控制多個(gè)電機(jī)時(shí)，只要兩條網(wǎng)線與控制卡連接即可，電纜線節(jié)點(diǎn)間最長(zhǎng)100米，有利于安置大型設(shè)備。單向通信不僅省配線且能避免配線的相互纏繞，還可使上位控制器與伺服驅(qū)動(dòng)器之間的信號(hào)傳輸更為高效，而且配線可采用價(jià)格低廉的普通網(wǎng)絡(luò)線，則使得解決方案變得更為成本更低、方案更簡(jiǎn)單靈活；因其可任意讀取終端模塊信息和設(shè)定終端參數(shù)，完美實(shí)現(xiàn)了一體化控制。支持100Mbit帶寬，全面解決高速高吞吐量數(shù)據(jù)傳輸。其硬件網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的設(shè)計(jì)，解決了一般以太網(wǎng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信的問(wèn)題，充分地讓以太網(wǎng)適用于工業(yè)控制環(huán)境。

　　四、基于ADT-6943A1總線卡的分布式工業(yè)自動(dòng)化控制解決方案。

　　基于RTEX總線的分布式自動(dòng)化控制解決方案 的硬件組成為，工業(yè)PC + ADT-6943A1總線卡 + IO擴(kuò)展板產(chǎn)品圖片 + AD/DA擴(kuò)展板 + 脈沖接口板（或支持RTEX的伺服驅(qū)動(dòng)器）+ 執(zhí)行單元。樣品圖見(jiàn)圖1

（圖1）

一張ADT-6943A1最多可以連接32 個(gè)終端，一個(gè)系統(tǒng)中最多可以支持16張ADT-6943A1卡，使得解決方案最大可以控制32*16個(gè)終端。這種可擴(kuò)展的模塊化結(jié)構(gòu)，使得應(yīng)用方案可以隨意組合、靈活多變。隨ADT-6943A1卡配備豐富的開(kāi)發(fā)包和大量示例，同時(shí)為開(kāi)發(fā)人員提供最大便捷的技術(shù)支持。

　　ADT-6943A1卡接線簡(jiǎn)單方便，其傳輸?shù)木W(wǎng)線可采用普通超5類雙絞電纜，大大降低配線成本，使維護(hù)也更加便捷方便。其高通信效率的環(huán)形連接結(jié)構(gòu)允許結(jié)點(diǎn)間電纜長(zhǎng)度最大100米，有利于安置大型設(shè)備，單向通信不僅省配線且能避免配線的相互纏繞，還可使上位控制器與伺服驅(qū)動(dòng)器之間的信號(hào)傳輸更為高效，支持100Mbit帶寬，全面解決高速高吞吐量數(shù)據(jù)傳輸。其常見(jiàn)接線方式見(jiàn)圖2

　?。▓D2）

　　基于ADT-6943A1卡開(kāi)發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)主要應(yīng)用于紡織、印刷、木工加工、流水線作業(yè)等行業(yè)，這些行業(yè)有一個(gè)共同特點(diǎn)多組多軸同步運(yùn)動(dòng)、同時(shí)各控制終端分散在較大的范圍、整個(gè)系統(tǒng)中軸數(shù)較多、工業(yè)環(huán)境復(fù)雜容易出現(xiàn)干擾。比如木工生產(chǎn)中的“全自動(dòng)雙端封邊排鉆生產(chǎn)線”整個(gè)系統(tǒng)分為自動(dòng)上料，自動(dòng)下料，板材封邊，打孔等功能模塊，整個(gè)流水線跨度達(dá)十多米。在這樣的流水線作業(yè)系統(tǒng)中，普通的控制方案在布線上有較大難度，極容易出現(xiàn)干擾。而采用眾為興ADT-6943A1總線卡來(lái)開(kāi)發(fā)該流水線控制系統(tǒng)，則可以將以上問(wèn)題全部解決掉，ADT-6943A1總線卡接線采用普通網(wǎng)線，布線成本低廉；并且每個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)間有數(shù)據(jù)校驗(yàn)，完全可以忽略信號(hào)干擾；每個(gè)控制節(jié)點(diǎn)間最大通訊距離長(zhǎng)達(dá)100米，完全滿足流水線分布式的結(jié)構(gòu)；最重要的一張ADT-6943A1卡支持16軸，1至2張卡就完全可以滿足運(yùn)動(dòng)軸的要求。

　　五、結(jié)束語(yǔ)

　　ADT-6943A1總線卡不僅可以在印刷生產(chǎn)線、印染生產(chǎn)線、木工生產(chǎn)線中應(yīng)用，也可以先其它流水線式、分布式、多軸控制等場(chǎng)合使用。總線技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)著工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和大范圍控制的方向發(fā)展，全自動(dòng)化流水線式作業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)制造模式必然越來(lái)越普及，總線式的數(shù)控系統(tǒng)也會(huì)有更廣闊的應(yīng)用空間。ADT-6943A1總線卡，作為RTEX總線應(yīng)用的一個(gè)成功產(chǎn)品，必將在分布式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用中大放異彩。