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现场总线运动控制模块的设计及其在PLC系统中的

发布时间:2019-05-30 09:59 作者:彩89
所属分类:彩89新闻 发表日期:2019-05-30 文章来源:彩89

  采用双MCU结构,主控MCU负责G代码读写与解释、人机界面、网络通信等任务;NC运动控制MCU(即运动控制芯片)作为一个专用数字芯片,负责三轴电机的速度控制、定位、多轴直线和圆弧插补等任务,以保证运动控制模块在完成复杂的工作时仍能提供良好的性能。运动控制模块结构如图1所示。

  模块采用SD卡作为G代码文件的存储器。SD卡具有大容量、小体积、支持热插拔等特点,尤其是其兼容SPI总线读写,省去了主控制器作为USB盘读写的硬件,降低了成本。

  运动控制模块具有通信功能,支持RS-485和CAN总线种现场总线物理层规范。以可靠性为设计原则,总线接口与主控制器进行了电气隔离,并加入保护元件提高其抗瞬态干扰能力。图2、图3分别是模块RS-485和CAN总线的隔离接口原理图。其中使用了TI公司的高速数字隔离器ISO7221进行数字信号的电气隔离,同时在接口端设置了瞬态抑制二极管(TVS管)进行保护,确保了硬件在各种环境下的可靠性。

  ARM Cortex-M3是一种基于ARM7架构的最新ARM嵌入式内核,它采用哈佛结构,使用分离的指令和数据总线(冯诺伊曼结构下,数据和指令共用1条总线),在成本和功耗方面,Cortex-M3具有相当好的性能。

  基于Cortex-M3核的STM32F103系列MCU,运行于最高72 MHz的总线 DMIPS/MHz的运算性能、单周期乘法指令、硬件除法器,带有容量至少为32 KB的Flash及6 KB的SRAM、2个12位A/D、7通道DMA、6路16位定时器及PWM、SPI、I2C、USART、USB、CAN等高性能模块,并具有最高18 MHz输出频率的高速GPIO。在电机和运动控制的应用中,可以充分发挥其先进内核的性能和丰富的模块资源特性。

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