Soft Motion Controller**運動控制的未來！

只需要一臺普通PC，用實時運動控制軟件**可以實現(xiàn)對自動化設(shè)備、視覺檢測、PLC的一體化控制。

SoftMotion Controller簡介

    SoftMotionController，是基于PC的軟件運動控制產(chǎn)品的**引領(lǐng)者，13年以來致力于用高端軟件算法取代繁瑣和昂貴的硬件控制器和控制卡，為全世界的設(shè)備廠家提供靈活和具有性價比的軟件控制系統(tǒng)產(chǎn)品，可以對CNC數(shù)控機(jī)床、各種自動化設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人實現(xiàn)高控制精度和高速度的一體化控制。

旗眾智能產(chǎn)品為EtherCAT總線通用軟件運動控制系統(tǒng)和工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)，與國內(nèi)外眾多3C電子、半導(dǎo)體和自動化設(shè)備廠家建立了長期深入的合作關(guān)系。

技術(shù)概要 Technology

1.軟件運動控制

      SoftMotionController的”軟件運動控制”使用軟件代替控制器。

 SoftMotionController利用軟件實現(xiàn)所有的運動控制功能，不需要任何運動控制卡或者專用芯片，所有運算都在通用計算機(jī)的CPU上完成，充分發(fā)揮目前CPU的超高速、超**(雙精度浮點運算)的運算能力。隨著CPU的速度和性能的提高，軟件運動控制系統(tǒng)的速度和性能也隨之提高。

 軟件運動控制的算法運動在硬實時軟件操作系統(tǒng)?？蓪⑽④沇indows改造成實時操作系統(tǒng)。實時操作系統(tǒng)直接對硬件進(jìn)行管理，因此不需要DSP等硬件芯片也能保證微秒級的硬實時。這個多任務(wù)/多線程實時軟件架構(gòu)使得對實時性要求苛刻的伺服運動控制程序也可以在單一的CPU上運。SoftMotionController軟件運動控制系統(tǒng)中已經(jīng)包含有配置好的實時操作子系統(tǒng)。

   CPU可以同時完成所有實時伺服和其他控制任務(wù)，包括閉環(huán)控制、加減速、多軸聯(lián)動、PLC、G代碼執(zhí)行、NC路徑生成，并提供圖形化用戶界面、程序的編譯/加載、文件管理、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)通信功能。多軸高速伺服環(huán)路在單個CPU內(nèi)部進(jìn)行閉環(huán)，可獲得高速高精度的運動控制。因此，客戶不用受制于硬件系統(tǒng)對軸數(shù)的限制，不用付出昂貴的硬件擴(kuò)展成本，只用更改軟件**可以實現(xiàn)多達(dá)64軸的實時運動控制。

 軟件架構(gòu)

       在單個通用CPU的硬件上，系統(tǒng)軟件架構(gòu)由三層構(gòu)成。

      1.下層為運動控制的實時層，通過實時子系統(tǒng)的擴(kuò)展，使得通用的操作系統(tǒng)有了硬實時的能力。實時層直接同CPU通訊，被CPU賦予****別的獨占的中斷優(yōu)先級。這一層由3個實時模塊組成：運動控制內(nèi)核、PLC內(nèi)核、解釋器內(nèi)核。運動控制內(nèi)核是實時層的核心，他負(fù)責(zé)對所有的任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，對其他內(nèi)核提供接口，負(fù)責(zé)完成與上層的**和命令交換、與解釋器內(nèi)核完成運控數(shù)據(jù)和命令交換、與解釋器內(nèi)核完成運動數(shù)據(jù)的緩存處理和執(zhí)行、與PLC內(nèi)核完成PLC輸入輸出數(shù)據(jù)的交換、與總線主站完成總線通訊的建立和中止以及伺服和輸入輸出數(shù)據(jù)的交換。

         2. 中間層為實時動態(tài)鏈接庫層，他為實時層和通用操作系統(tǒng)下的用戶提供接口，將**和指令傳輸?shù)綄崟r層進(jìn)行處理，并將結(jié)果反饋給用戶應(yīng)用層。這些數(shù)據(jù)、反饋和執(zhí)行包括設(shè)備控制、系統(tǒng)初始化、參數(shù)設(shè)置、數(shù)控系統(tǒng)控制指令、手動操作指令、自動操作指令、測試和采樣數(shù)據(jù)、輸入輸出指令、PLC執(zhí)行、數(shù)控和伺服狀態(tài)監(jiān)測等。

      3.  上層為操作系統(tǒng)層。**和應(yīng)用在操作系統(tǒng)層運行，通過**語言對運動控制和邏輯函數(shù)庫和第三方函數(shù)庫的調(diào)用，用戶可以開發(fā)各種控制系統(tǒng)應(yīng)用。

操作系統(tǒng)

SoftMotionControler的運動控制軟件(包含實時內(nèi)核)可以運行在微軟公司的Windows XP和Windows 7上(32/64)。無論是操作還是開發(fā)，Windows系統(tǒng)都給了**和用戶**短的適應(yīng)和開發(fā)周期，提供了**的操作界面和**大的擴(kuò)展性。

實時子系統(tǒng)

眾所周知，Windows是非實時的操作系統(tǒng)，通過實時操作系統(tǒng)，可以將Windows轉(zhuǎn)變成實時操作系統(tǒng)。

通過在操作系統(tǒng)上添加實時的，先占式的多任務(wù)機(jī)制，RTX使得在Windows下可以實現(xiàn)實時程序的開發(fā)以及處理高性能、硬實時特性的關(guān)鍵任務(wù)。計時精度可達(dá)1微秒。終端延遲(IST latencies)小于10微秒。因此，用一臺電腦上，操作系統(tǒng)可以同時進(jìn)行實時和非實時的任務(wù)處理，并且Windows進(jìn)程無法干涉實時進(jìn)程的運行。

運動控制內(nèi)核

運動控制內(nèi)核是整個軟件架構(gòu)的基礎(chǔ)與核心。位置環(huán)和速度反饋環(huán)可以在運動控制內(nèi)核中進(jìn)行閉環(huán)控制(根據(jù)控制模式和伺服控制周期的不同)；運動控制內(nèi)核完成實時運動控制閉環(huán)算法、路徑規(guī)劃、插補(bǔ)、加減速曲線、補(bǔ)償、平滑等功能；運動控制內(nèi)核從高層的用戶應(yīng)用中接受指令，并通過總線將命令傳送給伺服和IO設(shè)備。

技術(shù)概要 Technology

PLC內(nèi)核

●  PLC 內(nèi)核與運動控制內(nèi)核無縫集成，協(xié)作執(zhí)行PLC順序程序；

●  與三菱PLC指令和梯形圖邏輯兼容；

●  提供確定性的，實時的性能保證，掃描周期1-5ms；

●  可檢測運動狀態(tài)和發(fā)送運動指令(PLC軸功能)；

運動解釋器內(nèi)核

●  每秒1000個程序段高速處理；

●  包含運動指令的環(huán)狀高速緩存；

優(yōu)勢

1.創(chuàng)新性和經(jīng)濟(jì)性

●  無需昂貴的專用處理芯片，軟件運動控制可以輕松實現(xiàn)復(fù)雜的各種算法和通訊

●  無需任何運動控制板卡，軟件運動控制可在內(nèi)核中進(jìn)行多軸的高性能的閉環(huán)算法

●  **小化的通用硬件可以帶來顯而易見的經(jīng)濟(jì)性，以及簡易的接口和線纜，打打較少故障率

●  安裝和集成十分簡便快捷，加速產(chǎn)品上市時間

2.強(qiáng)大的性能

●  充分發(fā)揮目前通用CPU的超高速、超**(雙精度浮點運算)的運算能力

●  隨著CPU的速度和性能的提高，軟件運動控制算法速度和性能也隨之提高

●  運動控制內(nèi)核完成實時控制閉環(huán)算法、前饋、路徑規(guī)劃、插補(bǔ)、加減速曲線、補(bǔ)償、平滑等功能

●  運動控制內(nèi)核和軟PLC內(nèi)核無縫集成，協(xié)作控制

●  支持多種運動控制模式和眾多可選供能

3定制化和可擴(kuò)展

●  提供開放式的平臺和開發(fā)環(huán)境，用戶可以實現(xiàn)獨特的產(chǎn)品理念，用自身的技術(shù)經(jīng)驗構(gòu)建**好的運動控制產(chǎn)品

●  用戶可輕松集成第三方的應(yīng)用到統(tǒng)一的運動控制平臺上，如視覺系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等

4.簡單快速的系統(tǒng)集成

●  因為**小化的硬件，布線和連接十分簡易

●  提供設(shè)置測試軟件

●  完善的技術(shù)文檔和國際性的技術(shù)支持

●  提供各種應(yīng)用示例程序

5.靈活的硬件組合

●  靈活配置軸數(shù)目和IO點數(shù)

●  靈活選用各種EeherCAT總線伺服和IO模塊

●  可選用各種通用脈沖型伺服、步進(jìn)伺服

●  可選用EtherCAT總線主軸驅(qū)動器或模擬量變頻器

●  可控制各種直線電機(jī)和DD馬達(dá)

●  可選用各種通用的顯示器、鍵盤鼠標(biāo)或PC用觸摸屏，也可選用CNC專用面板和示教器

2.EtherCAT總線

EtherCAT總線是開放的實時以太網(wǎng)總線，是國際IEC62407規(guī)范以及中國**標(biāo)準(zhǔn)GB/T31230.1-6,用于主站與EtherCAT伺服(COE)和IO設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通訊。

簡介

EtherCAT實時以太網(wǎng)總線，在物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0、中國制造2025快速發(fā)展的**，將成為智能制造中的重要基礎(chǔ)，與上層的ERP和生產(chǎn)管理系統(tǒng)可以無縫連接，發(fā)揮越來越重要的作用。

SoftMotionControler從2009年開始進(jìn)行EtherCAT總線技術(shù)研究與產(chǎn)品應(yīng)用，擁有業(yè)界**的總線控制應(yīng)用經(jīng)驗，所有主站從站大碼均自主開發(fā)完成，可以幫助用戶快速的分析問題，提供主從站配置、選型及排除故障的**的解決方案。SoftServo軟件運動控制通過EtherCAT總線以TJ45網(wǎng)線依次連接電腦端的網(wǎng)卡和伺服或IO設(shè)備端的總線接口，可以同時控制多達(dá)64軸(及更多的IO從站模塊)，伺服控制周期**可0.25ms。簡單的配置和通用的線纜，無需硬件板卡，在集成和維護(hù)上師范的經(jīng)濟(jì)和簡便。

EtherCAT特點

●  通訊速率——1000M實時以太網(wǎng)通訊

●  快速——伺服控制周期**短至0.25ms

●  簡易布線——菊花鏈?zhǔn)剑瑹o需終端接頭

●  使用接通的以太網(wǎng)直連電纜

●  有系統(tǒng)自帶的軟件工具，易于配置、診斷和維護(hù)

●  成熟的自主技術(shù)和廣泛的應(yīng)用

●  可以使用冗余接線來防止線纜或結(jié)點的失效帶來的整個系統(tǒng)停止

●  不同廠商的EtherCAT設(shè)備可以被連接到同一個網(wǎng)絡(luò)中

●  可以實現(xiàn)熱插拔功能