贝加莱无轴传动控制系统在凹版印刷机中的应用(4)

2.3.3 Ethernet POWERLINK在运动控制中的应用

凹版印刷对数据响应速度的要求很高，而Ethernet POWERLINK的高实时性和安全性正好满足了这个要求。

在运动控制中，POWERLINK作为通信总线是透明的，不需要编写任何的驱动程序或通信程序，这些都是集成在系统中的，只要在项目中添加相应的通信接口，并做相应的Ethernet POWERLINK通信属性的设置(如循环周期的设置)，Ethernet POWERLINK的通信功能即可在系统中使用。开发者主要的工作则集中于运动控制软件方案的规划及控制方法的实现上。

各色组单元需要解决同步运行问题，Ethernet POWERLINK总线为各轴电子齿轮的同步提供了实时、可靠而安全的数据通道。

2.4 单个印刷单元的伺服控制

图5示出了单个印刷单元控制系统的简化原理图(未表示出Ethernet POWERLINK总线的通信网络连接)。每个印刷单元的伺服控制系统配置一台B&R的ACOPOSmulti伺服驱动器(内插AC114总线通信卡、AC120ENDAT编码器卡、AC132色标分析卡和AC130 I/O控制卡)、一台内置ENDAT编码器、机械式制动器和温度传感器的交流同步伺服电机以及电源开关、能耗制动电阻、操作和信号电器等。

ACOPOSmulti伺服驱动器除引入三相AC380V电源作为控制电源外，还接入DC24V共用直流电源作为逆变电源。ENDAT编码器的速度(位置)信号输入至伺服驱动器的AC120ENDAT编码器卡;色标信号经色标识别传感器及其处理系统的初步处理，输入到伺服驱动器的AC132色标分析卡再进行运算处理;单个印刷单元控制系统设有单动-联动选择、粗调-细调选择、单独运行操作和对版操作以及相关运行指示灯，有关输入/输出控制信号均接至插入伺服驱动器的AC130 I/O控制卡。

该ACOPOSmulti伺服驱动器通过Ethernet POWERLINK总线网络接受X20 PCC的 CPU的运动控制指令并向其传送由编码器反馈的运动位置数据和其它有关运行数据，伺服驱动器与伺服电机则通过ENDAT编码器的反馈信号构成内闭环调节系统，精确地执行控制指令所规定的运动轨迹。

图5 单个印刷单元控制系统简化原理图

2.5 无轴凹印机控制系统的软件开发

2.5.1 Automation Studio™集成一体化软件平台

该系统使用B&R的Automation Studio集成一体化软件平台，这种能实现从控制、显示到通信任务的集成开发软件能够满足各类自动化任务的需求。该软件平台支持B&R的全系列控制产品，包括HMI、PCC、X20 I/O和伺服控制系统的应用软件开发。

Automation Studio™ 的系统配置工具支持应用于Ethernet POWERLINK和X2X Link系统的远程I/O模块，简单统一的I/O分配使得I/O系统的快速更换成为现实;控制数据、配置参数和类似的参考数据均可在应用软件中读取，并存贮于读卡器、软盘或DiskOnKey等USB大容量存贮设备上;可以在装入PCC CPU的Automation Runtime操作系统中对全新的Compact Flash卡进行分区并格式化。

Automation Studio™ 的编程支持几乎所有的标准语言，包括Automation Basic、 ANSI-C等高级语言，以及符合IEC61131-3标准的梯形图(LAD)、指令表(IL)、结构化文本(ST)、顺序功能图(SFC)和数据模块编辑器以及数据类型编辑器。

无论是简单的逻辑和数学运算，还是通讯协议的编程和复杂的控制算法，都可作为标准的功能块集成在Automation Studio™中，此外还可创建和管理自定义的功能块。

使用Automation Studio™ 软件可实现在线语言切换、报警管理、配方管理、触摸屏和功能键操作、自由编程与高级语言支持、快速页面切换、直接读取I/O和变量和整个系统的可视维护等功能。所允许的画面及程序量多少仅与内存容量有关。

2.5.2应用软件开发策略

在系统硬件配置完成后，根据工艺要求在Automation Studio™软件平台下主要使用ANSI-C语言进行主干应用程序的开发，以实现控制目标。该控制系统在编程中共分为三个循环任务层来编写：

在第一个循环层内，共完成以下六个任务：与伺服控制系统的通信、过程控制、印刷单元控制、套色系统控制、张力控制和张力I/O的处理；

在第二个循环层内，主要完成站点控制；

在第三个循环层内，主要完成人机界面的组态和编制。

对于以上三个循环层内的任务，PCC是按其分时多任务管理的模式来进行处理的。