运动控制卡说明书.doc

第一章第一章 概述概述1.1 PCI_SERVO4 四轴运控卡的软硬件简介四轴运控卡的软硬件简介PCI_SERVO4 四轴运控卡是基于 PC 机 PCI 总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元，它与 PC 机构成主从式控制结构：PC 机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、控制指令的发送、外部信号的监控等等） ；该卡完成运动控制的所有细节（包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等） 每块该卡可控制 4 轴步进电机或数字式伺服电机，并支持多卡共用，以实现多于四个运动轴的控制；每轴均可输出脉冲和方向信号，以控制电机的运转；同时，可外接原点、减速、限位等开关信号，以实现回原点、保护等功能，这些开关信号由该卡自动检测并作出反应另外，该卡还提供了适用于伺服系统的伺服使能和偏差清零信号接口，以及供用户使用的通用 I/O 接口该卡采用先进的专用控制芯片，具有梯形及 S 形升降速曲线，最高输出频率可达4MHz，带有编码器反馈端口，主要适用于数字式交流伺服系统或闭环的步进电机控制系统该卡配备了功能强大、内容丰富的运动控制驱动软件工具。

该卡在插补算法和运动函数的执行效率方面采用了更有效的方法，提高了插补精度、插补速度和实时性这些软件工具主要分为示范软件和运动函数库两大类利用 PCI_SERVO4 的示范软件既可以很快地熟悉该卡的软、硬件功能，又可以方便快捷地测试执行电机及驱动系统在完成各种运动时的性能特性该卡运动函数库用于二次开发，用户只要用 VC＋＋或 Visual Basic 等支持 DLL 调用的开发工具编制所需的用户界面程序，并把它与该卡运动库链接起来，就可以开发出自己的控制系统，例如：数控系统、检测设备、自动生产线等该卡的运动函数库能够完成与运动控制有关的复杂细节（比如：升降速、直线插补、圆弧插补等） ，这样就可以大大缩短控制系统的开发周期1.2PCI_SERVO4 的结构的结构PCI_SERVO4 控制卡控制卡作为开发运动控制系统的平台，其结构是开放式的该卡插在 PC机 PCI 扩展槽内使用，同时使用控制卡的数量和各卡上的控制轴数可方便地配置；PCI_SERVO4 卡提供了功能强大的运动控制函数库，并可以充分利用 PC 机现有的资源来开发完美的运动控制系统PCI_SERVO4 控制卡的结构示意图如下：1.3PCI_SPCI 总 线PCI 接口芯片运动控制 专用芯片光耦驱 动 器电机编 码 器光耦DBABCB轴数据I/O金手指运动控制芯片和外围电路PCI接口电路ERVO4 的技术特性和使用范围PCI_SERVO4 控制卡主要特征有：开放式结构、使用简便、功能丰富、可靠性高等。

PCI_SERVO4 的特征体现在硬件和软件两个方面：在硬件方面采用 PC 机的 PCI 总线方式，适用范围广，卡上无需进行任何跳线设置，所有资源自动配置，在 Windows98 及Windows2000 操作系统中支持即插即用，使用非常方便；PCI_SERVO4 的接线方式采用SISC 型插头，可使用屏蔽线缆，并且所有的输入、输出信号均用光电隔离，提高了控制卡的可靠性和抗干扰能力；在软件方面提供了丰富的运动控制函数库，以满足不同的应用要求用户只需根据控制系统的要求编制人机界面，并调用 PCI_SERVO4 运动函数库中的指令函数，就可以开发出既满足要求又成本低廉的多轴运动控制系统PCI_SERVO4 的技术指标主要有：1.运动方式单轴独立运动，速度控制，加速度控制，加速度率控制，任意三轴高精度插补联动，位插补模式运动可编程 S 曲线运动模式，实现平滑的运动过程可编程的梯形曲线运动模式，实现高精度的位置控制具有捕获原位的功能，实现高精度的位置锁存2.输入输出4 路脉冲/方向或正脉冲/负脉冲信号输出接口，速度最高为 4MHz4 路光电隔离驱动器使能信号输出接口4 路光电编码器信号接口，32 位计数器，光电隔离施密特缓冲输入。

8 路光电隔离限位开关信号输入接口4 路光电隔离原位信号输入接口4 路光电隔离驱动器报警信号输入接口4 路光电隔离驱动器到位信号输入接口8 路通用输入接口8 路通用输出接口3.抗干扰措施四轴电源相互独立信号输入输出光电隔离4.通讯方式标准 PCI 总线通讯方式5.系统软件用户接口函数库Windows XP 设备驱动程序用户示例程序正是由于 PCI_SERVO4 的开放式结构，使之应用范围十分广泛，在由步进电机和数字式伺服电机组成的基于 PC 机的运动控制系统中，都可以使用 PCI_SERVO4 作为核心控制单元，例如：数控机床、加工中心、机器人等；X-Y-Z 控制台；绘图仪、雕刻机、印刷机械；送料装置、云台；打标机、绕线机；医疗设备；包装机械、纺织机械；等等1.4 PCI_SERVO4 的运动控制功能的运动控制功能PCI_SERVO4 控制卡的运动控制功能主要取决于运动函数库运动函数库为单轴及多轴的步进或伺服控制提供了许多运动函数：单轴运动、多轴独立运动、多轴插补运动等等1.4.1 单轴运动控制1.4.2 多轴独立运动控制1.4.3 多轴插补运动控制1.4.4 光码盘反馈和其它能力第二章第二章控制卡的安装控制卡的安装2.1 硬件安装硬件安装PCI_SERVO4 控制卡对 PC 机的硬件要求十分简单：能安装 Windows2000 及以上操作系统，并带有 PCI 插槽的 486 以上机型即可，建议使用更高主频的 Pentium 及以上机型以获取更好的性能。

为了整个控制系统的可靠性，建议使用工控 PC 机PCI_SERVO4 卡基于 PCI总线，因此卡上无需进行跳线设置为了保证安全，插卡时应按照下列步骤操作：1)关 PC 机，并切断电源；2)打开 PC 机箱，选择未用的扩展槽，并插入 PCI_SERVO4 控制卡；3)固定 PCI_SERVO4 控制卡，并盖好 PC 机；4)连接 PCI_SERVO4 与电机驱动器等；5)接上电源，并启动 PC 机2.2 软件安装软件安装2.2.1 驱动程序安装和使用插入运动控制卡，启动电脑，进入操作系统后，计算机提示找到新硬件，如果没有提示则打开设备管理器，右键选择“扫描硬件改动” ，扫描后会提示找到新硬件，按要求加载安装信息文件和驱动程序，根据提信息，打开驱动文件所在的文件夹，找到所编制的安装文件Pci9052.inf，然后根据安装文件提供的驱动序信息，系统自动安装驱动程序 Pci9052.sys安装后重新启动系统，所安装的驱动程序便可以正常的工作了驱动的使用方法可以参考示例程序2.2.2 运动函数库安装和使用可以参考 4.1.2 章的 DLL 的显示链接和示例程序2.3 PCI_SERVO4 接口PCI_SERVO4 控制卡采用 100 芯 SISC 接口，外接线可采用屏蔽线缆，以提高控制卡的抗干扰能力。

其中开关量信号（原点、减速、限位以及 I/O 信号等）采用 5DCV 光电隔离；脉冲量信号（脉冲、方向、编码器反馈等）采用 5DCV 高速光电隔离2.3.1 信号接口定义PCI_SERVO4 卡 SISC100 的接口定义为：编号名称定 义编号名称定 义51EX5VXX 轴+5V 外部电源正50EX5VXX 轴+5V 外部电源正～52GNDXX 轴+5V 外部电源地49GNDXX 轴+5V 外部电源地53SDIRXX 轴方向输出48XALRMX 轴报警输入54SDATAXX 轴脉冲输出47XLMTPX 轴正向限位输入55XENABLEX 轴使能输出46XLMTMX 轴负向限位输入56XINPOSX 轴到位信号输入45XORGIN回原点57XSTATEX 轴的准备状态44XENCAX 轴编码器 A/脉冲+入58NC43XENCBX 轴编码器 B/脉冲-入59EX5VYY 轴+5V 外部电源正42EX5VYY 轴+5V 外部电源正60GNDYY 轴+5V 外部电源地41GNDYY 轴+5V 外部电源地61SDIRYY 轴方向输出40YALARMY 轴报警输入62SDATAYY 轴脉冲输出39YLMTPY 轴正向限位输入63YENABLEY 轴使能输出38YLMTMY 轴负向限位输入64YINPOSY 轴到位信号输入37YORGIN65YSTATE36YENCAY 轴编码器 A/脉冲+入66NC35YENCBY 轴编码器 B/脉冲-入67OS1通用输出(与 OS2 构成开关型输出)ZH34OS2通用输出(与 OS1 构成开关型输出))68OS3通用输出(与 OS4)33OS4通用输出(与 OS3)69OS5通用输出(与 OS6)32OS6通用输出(与 OS5)70OS7通用输出(与 OS8)31OS8通用输出(与 OS7)71OS9通用输出(与 OS10)30OS10通用输出(与 OS9)72OS11通用输出(与 OS12)29OS12通用输出(与 OS11)73OS13通用输出(与 OS14)28OS14通用输出(与 OS13)74OS15通用输出(与 OS16)27OS16通用输出(与 OS15)75NC26NC76IOINP2通用输入 2+25IOINP1通用输入 1+77IOINN2通用输入 2-24IOINN1通用输入 1-78IOINP4通用输入 4+23IOINP3通用输入 3+79IOINN4通用输入 4-22IOINN3通用输入 3-80IOINP6通用输入 6+21IOINP5通用输入 5+81IOINN6通用输入 6-20IOINN5通用输入 5-82IOINP8通用输入 8+19IOINP7通用输入 7+83IOINN8通用输入 8-18IOINN7通用输入 7-84NC17NC85EX5VZZ 轴+5V 外部电源正16EX5VZZ 轴+5V 外部电源正86GNDZZ 轴+5V 外部电源地15GNDZZ 轴+5V 外部电源地87SDIRZZ 轴方向输出14ZALARMZ 轴报警输入88SDATAZZ 轴脉冲输出13ZLMTPZ 轴正向限位输入89ZENABLEZ 轴使能输出12ZLMTMZ 轴负向限位输入90ZINPOSZ 轴到位信号输入11ZORGIN91ZSTATE10ZENCAZ 轴编码器 A/脉冲+入92NC9ZENCBZ 轴编码器 B/脉冲-入93EX5VUU 轴+5V 外部电源正8EX5VUU 轴+5V 外部电源正94GNDUU 轴+5V 外部电源地7GNDUU 轴+5V 外部电源地95SDIRUU 轴方向输出6UALRMU 轴报警输入96SDATAUU 轴脉冲输出5ULMTMU 轴正向限位输入97UENABLEU 轴使能输出4UORGINU 轴负向限位输入98UINPOSU 轴到位信号输入3UORGIN99USTATE2UENCAU 轴编码器 A/脉冲+入100NC1UENCBU 轴编码器 B/脉冲-入注：注：NC 为空连接红色标记的 nINPOS（X Y Z U）硬件连接有错，它和 nState 共用了一条线2.3.2 接线方法接线方法可以参看电路图。

第三章第三章运动控制系统的开发运动控制系统的开发3.1 开发开发 Windows 下的运动控制系统下的运动控制系统利用 PCI_SERVO4 的动态链接库（DLL） ，开发者可以很快开发出 Windows 平台下的运动控制系统PCI_SERVO4 动态链接库是标准的 Windows 32 位动态链接库，选用的开发工具应支持 Windows 标准的 32 位 DLL 调用以下介绍如何利用两种常用的开发工具 Microsoft Visual Basic 和 Microsoft Visual C++开发基于 Windows 平台的运动控制程序3.1.1 开发 Visual Basic 控制程序1. 概述2. 动态链接库函数调用方法3. 演示示例程序的使用3.1.2 用 Visual C++开发控。