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多台步进电机运动控制方案

根据了解的初步情况，认为此项目可有多种方案，分别简介如下：

一、集中控制方案

集中控制的方案可用一台主机（工控机）+控制卡的方式控制全部电机的运行，可用扩展控制卡及扩展控制插槽（扩展箱）的方法满足控制数量的要求。

优点：集中管理及控制，便于操作、设置参数及管理。

缺点：主机故障影响全局，现场布线较多，容易引进干扰，控制电机数量较多时，可靠性降低。

二、单机独立控制方案

单机独立控制方案是每个电机一套独立的控制系统，单机控制独立管理，单机的数量不限。

优点：独立控制，可靠性较高。控制数量扩展比较灵活。布线独立、简单。

缺点：单机数量较多不易管理，需要在每台单机上操作、设置数据。由于每台单机需要独立的操作显示界面，成本增高。

三、分布式控制方案

分布式控制方案为多台控制集中管理的集散式控制，由一台主机作为集中管理，多台单机独立控制。

优点：便于操作管理，在主机上实现全部的操作和参数设置。独立控制可靠性高。布线较为合理。

四、重点介绍

上面介绍了三种基本的控制方案，我们认为分布式控制方案可以作为首选方案，该方案具有操作管理方便，可靠性高的显著特点，是实际可行的方案。介绍如下：

1、系统工作原理

一台主机作为管理机，分机为步进电机独立控制。主机通过RS485串行接口联机分机。请参见下图所示：

    图中，主机为工控机或人机界面，分机为各自独立的步进电机控制子系统，主机通过RS485接口与每个分机进行通讯，对每台分机发布操作数据和控制指令，每台分机接收根据接收的数据进行独立的控制。

    控制数据及指令可以根据需要在主机上预先设置或者随机设置。

2、分机控制部分

分机控制部分主要由电机、驱动器、控制器及传感器构成，如下图所示：

    图中，控制器通过内部的RS485接口接收主机发出的数据和指令，并通过驱动器控制步进电机按照控制参数运行。控制器除了接收主机发出的数据和指令，而且具有智能的控制功能，实现对运行的位置进行精确的控制。在运行过程中，控制器检测位置传感器的信号，作为确认起始位置、位置定位等位置控制的依据。

步进电机及驱动器选用中创天勤的产品，传感器可以采用质量较好的光电传感器。控制器可采用北京多维精控的控制器，输入、输出及通讯接口全部设有光电隔离电路，具有较强的抗干扰性能，是保证整个系统稳定性的重要保证。