基于嵌入式PLC芯片组的运动控制器的设计(2)

4.2 从控制器软件设计

从控制器采用c8051f330单片机，指令运算速度高达25mips。从控制器对输入脉冲采样，接受主控制器发送的命令并进行相应的处理，输入脉冲经过分频后，输出相应频率的脉冲，并将有关信息发送给主站控制器。从控制器的作用相当于一个执行机构，它接受主控制器的命令执行不同的动作，并把执行的状态反馈给主控制器，主要由以下5个功能程序组成。

start：上电复位初始化程序，输入输出端口配置，复位中间变量单元，启动spi、int0中断。

int-int0：外部中断0服务程序，对输入脉冲进行分频处理及脉冲插补。

int-spi：spi中断服务程序，spi通信报文的接收和发送。

int-t3：定时器t3中断服务程序，监控spi通信状态和主程序执行状态。

main：主程序，解读spi通信报文，完成脉冲点动、定位。

4.3主从控制器的组合设计

主、从控制器之间以spi接口连接，spi通讯速率为500kbit/s，因此有利于提高系统的快速性和实时性。

主站采用定时发送/接收模式，嵌入程序初始化时，启动spi发送，定时时间到，先接收一字节数据，然后发送下一字节数据。当所有报文发送完成后，暂停发送等待主程序处理报文，报文处理完后才启动下一轮发送。

从站采用中断接收/发送模式，进入中断服务程序后，先接收一字节数据，然后发送一字节数据，当所有报文接收完成后，对应的有相同字节的报文发送完成。此时从站停止接收报文，等待主程序处理接收到的报文，报文处理完后，又启动下一轮报文接收过程。

报文结构：stx+报文内容+etx+crc。

stx：报文起始代码，固定为02h。

报文内容：起始2个字节为命令字对应的ascii码，以区别不同的报文，后面为报文实际 数据，全部采用ascii码。

etx：报文结束代码，固定为03h。

crc：校验和，报文内容所有字节相加后再加etx的数值，然后转换成ascii码。

5  应用举例

5.1控制设备名称 

控制设备名称：4套色圆网印花机控制系统。

5.2技术要求

同步传动包括两部分：主传动同步主要是进布电机与超喂电机、印花电机、烘房电机、立柱烘焙电机(含立柱烘焙电机与落布电机等单元之间的同步)之间的同步传动；分同步传动则是实现印花电机与网头分电机之间的同步传动，要求同步精度高。

电控系统由主轴运动控制噐(即主站)、从轴控制噐(4合)、人机界面等组成, 方便用户编辑工艺程序(程序可保密)。

5.3控制系统框图

控制系统框图如图3所示。

图3 控制系统框图

5.4控制方案

5.4.1同步控制

kp3-05m06r型运动控制器接收到由编码器检测的主电机转速数据并进行处理后，输出频率可调的、用于控制网头分电机的脉冲，实现导带与网头同步。

主传动是由嵌入式PLC与同步控制器共同完成同步调节功能的。

5.4.2自动对花控制  

自动对花不需要安装高故障率的接近开关，只要编写梯形图程序并用触摸屏输入的步数传送到d5904和d5905寄存器，且将自动回零控制字d5907置1即可实现自动对花。 

5.4.3插步控制

因为印花精度要求高，生产现场必须经常修改插步数据，既耗時又达不到要求。使用该款运动控器后，只需对d5902和d5903寄存器赋值就能实现插步控制。

因篇幅所限，控制方案不能祥细介绍。

6  结论

该款运动控制器虽然是针对圆网印花机控制系统定型设计，但由于用户可采用标准梯形图进行编程实现不同的功能，所以也可运用于其它运动控制系统。运用嵌入式plc芯片组进行组合设计是一种全新的产品设计思路,设计者只专注于接口部件的软硬件设计，使产品设计流程缩短2/3的时间，且可靠性高。嵌入式plc芯片组给广大的产品设计人员带来一种快捷、高效、可靠的设计方案。

实践证明，采用基于嵌入式plc芯片组设计的运动控制噐，印花精度高、传动速度快、生产效率高、产品质量优，社会效益和经济效益巨大，深受客户好评。该设计方案具有推广价值。