运动控制卡精度（浅析运动控制卡功能及选型要点）

运动控制卡是一种基于PC机及工业PC机、 用于各种运动控制场合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制单元。

运动控制卡是基于 PC 总线，利用高性能 微处理器 （如 DSP ）及大规模可编程器件实现多个伺服电机的多轴协调控制的一种高性能的步进/伺服电机运动控制卡，包括 脉冲输出 、脉冲计数、数字输入、数字输出、 D/A 输出等功能，它可以发出连续的、高频率的脉冲串，通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度，改变发出脉冲的数量来控制电机的位置，它的脉冲输出模式包括脉冲/方向、脉冲/脉冲方式。脉冲计数可用于编码器的位置反馈，提供机器准确的位置，纠正传动过程中产生的误差。数字输入/输出点可用于限位、原点开关等。库函数包括S型、T型加速，直线插补和圆弧插补，多轴联动函数等。产品广泛应用于工业自动化控制领域中需要精确定位、定长的位置控制系统和基于PC的NC控制系统。具体就是将实现运动控制的底层软件和硬件集成在一起，使其具有伺服电机控制所需的各种速度、位置控制功能,这些功能能通过计算机方便地调用。

一个运动控制系统中，运动控制卡是控制系统的核心模块，也是和控制系统的设计目的耦合最紧密的，一旦运动控制卡选定了，其它的设计都要围绕运动控制进行选择和设计，所以如何选择运动控制卡，对运动控制系统的设计是非常重要的。

1、运动控制卡工作原理

运动控制卡是基于总线的电机运动控制卡。采用专用控制芯片为核心器件，输入输出信号均为光电隔离，可与各种类型的步进电机驱动器连接，驱动步进电机，组成高精度位置控制系统或调速系统。可与电脑机组成主从式控制结构：电脑机负责人机界面的管理和其它管理工作；而运动控制卡负责运动控制方面的所有细节。运动控制卡用户通过厂家提供的动态链接库可方便快速的开发出自己需要的运动控制功能。

2、运动控制卡的使用优势性分析

作为基于PC机的上位控制单元，运动控制卡在专机系统的开发过程中，具有更大的灵活性和开放性。使得使用者能在短期内开发出功能强大的运动控制系统。正因为以上的特点，专业运动控制卡不仅在机床行业得到大量推广使用，而且在在许多小型专机系统中也得到广泛地应用。链接库（DLL），使用者可以很快在Windows系统条件下开发出自己的运动控制系统。而且针对Win的多任务机制，运动控制卡采用了虚拟设备驱动（VXD）技术，很好地解决了Win条件下的控制系统的实时性问题。在程序实行初始化时，利用声明模块（MPC01。BAS），以头文件的形式将动态链接库实行链接后，使用者就可以象调用Windows内部函数一样来调用板卡的运动控制函数。

3、供应商

动控制卡公司有美国的GALIL、PAMAC，英国的翠欧，台湾的台达、凌华、研华。

近年来在中国发展迅速，主要原因是开放的系统、合理的性能和较低的价格，特别适合中国市场。在Pc-based控制器领域，本土厂商已逐渐崭露头角，领先厂商有固高科技、雷赛智能、众为兴、成都乐创、上海维宏等，这些厂商同时也为一些细分行业提供专用控制器。固高科技在该细分领域拥有统治性的优势 国内卡片深圳固高该是最强。特别是插补在国内是做的最好的

4、应用领域

运动控制卡广泛应用于各种需要对电机运动进行控制的领域，包括光学调整架、光学平移台、光学旋转台、云台、经纬仪、涂覆机、点胶机、工艺品喷漆机、绕线机、夹模机、喷油机、压膜机、数字显微镜、焊接机器手、海绵切割、玻璃切割、钢板切割、生化仪器、螺丝机、石材雕刻机、激光雕刻机、布料切割机、泡沫加工机、磨床、纺织机械、洗车机、木工机械、自动售货机、非标自动化、非标流水线等等需要运动控制的领域。

5、运动控制卡技术特点

运动控制卡是一种安装在PC机中专门用于步进和伺服电机控制的板卡（与图象卡和MODEM类似）。它与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机界面的管理和其它管理工作（如键盘和鼠标的输入、图形显示、网络通讯等）；而控制卡负责运动控制方面的所有细节（如升降速处理、脉冲输出、直线圆弧插补、原点限位监测等）。

• 友好界面：PC平台控制系统受到机器操作员的普遍欢迎。与单片机和PLC方案的界面相比，PC机（显示器、键盘、鼠标、通讯端口、硬盘、软驱等）具有无可比拟的输入输出能力。
• 强大作用：由于PC机的强大作用以及雷赛控制卡的先进技术，基于PC机的运动控制系统能够实现单片机系统和PLC系统所无法应付的无数高级作用。
• 开发便利：运动控制卡用户可使用VB、VC、C BUIDER等高级编程语言，快速开发人机界面、调用成熟可靠的运动函数，在几天或几周时间内完成强大控制软件的开发。修改和添加作用十分便利，而且开发好的软件极易移植到类似的机器中。

6、如何挑选运动控制卡？

6.1从功能方面考虑

运动控制卡的功能，一股都包括归季、定速、点位、直线插补、多轴联动插补和圆弧插补等功能。用户应该要根据自己的需要进行选择，功能的要求符合自己用就可以，不需要的功能反而是累赘。一股的情况下，功能越多，价格也越高。所以，在功能的选择上，以实用为标准，但也应考虑未来的扩展。

6.2从性能方面考虑

运动控制卡的性能一般包括通信速度、响应速度和控制速度〔脉冲中速度)。建议用户需要根据自己的应用的最高要求，计算自己需要的性能指标，然后预留20%左右的余量即可。

6.3从可靠性方面考虑

使用运动控制卡，运动控制卡的稳定性是非常重要的。因为一个控制系统的稳定性，是由电机、驱动器、电源、运动控制卡硬件、软件组成的。一股的能经过市场检验的运动控制卡，在隔离设计（比如电源隔离、光耦隔离等）、滤波和保护限位保护、接口保护)等都是有考虑的，能力上不会有多大的差别。如果有经验的话，可以观察一下控制卡上的电路，进行一下地连线的分析都可以进行判断如果明显连个光耦（或者磁隔离）都没有，或者虽然有光耦，但是地还是在一起，根本就没有隔离开，那可靠性就不太稳定。简单的说，板卡上的地线如何处理，可以快速的判断硬件上的可靠性。

6.4从易用性方面考虑

易用性包括硬件的易用性和软件的易用性。硬件的易用性需要连线方便实用，从用户方便实用的角度考虑。软件的易用性包括文档的质量、例程的质量和软件入手的难度上，重要的是能快速有效的完成自己需要的功能，而不是很复杂很难用，时间也是成本。

7、运动控制卡与控制器

7.1安装方式

运动控制卡，一般是PCI插槽的，或者是104板卡的，都必须安装在主机的主板上！

运动控制器有独立的安装面板，有的是面板式的，有的是仪表型的，还有导轨安装型的！

7.2控制方式

虽然都是靠发脉冲来控制伺服或者步进，但是控制器的程序写入，大部分是在控制器上本身通过固有的编程方式，写程序，或者靠上位计算机传程序来执行下面的命令。

运动控制卡比较广泛，只要给客户提供底层驱动和编程代码，客户可根据自己的软件开发能力做出各种适合的界面和功能！