Soft Motion Controller**運(yùn)動(dòng)控制的未來(lái)！

只需要一臺(tái)普通PC，用實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制軟件**可以實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備、視覺(jué)檢測(cè)、PLC的一體化控制。

SoftMotion Controller簡(jiǎn)介

    SoftMotionController，是基于PC的軟件運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品的**引領(lǐng)者，13年以來(lái)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(jià)比的軟件控制系統(tǒng)產(chǎn)品，可以對(duì)CNC數(shù)控機(jī)床、各種自動(dòng)化設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人實(shí)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(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)，與國(guó)內(nèi)外眾多3C電子、半導(dǎo)體和自動(dòng)化設(shè)備廠家建立了長(zhǎng)期深入的合作關(guān)系。

技術(shù)概要 Technology

1.軟件運(yùn)動(dòng)控制

      SoftMotionController的”軟件運(yùn)動(dòng)控制”使用軟件代替控制器。

 SoftMotionController利用軟件實(shí)現(xiàn)所有的運(yùn)動(dòng)控制功能，不需要任何運(yùn)動(dòng)控制卡或者專用芯片，所有運(yùn)算都在通用計(jì)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(diǎn)運(yùn)算)的運(yùn)算能力。隨著CPU的速度和性能的提高，軟件運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的速度和性能也隨之提高。

 軟件運(yùn)動(dòng)控制的算法運(yùn)動(dòng)在硬實(shí)時(shí)軟件操作系統(tǒng)。可將微軟Windows改造成實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)直接對(duì)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(jí)的硬實(shí)時(shí)。這個(gè)多任務(wù)/多線程實(shí)時(shí)軟件架構(gòu)使得對(duì)實(shí)時(shí)性要求苛刻的伺服運(yùn)動(dòng)控制程序也可以在單一的CPU上運(yùn)。SoftMotionController軟件運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中已經(jīng)包含有配置好的實(shí)時(shí)操作子系統(tǒng)。

   CPU可以同時(shí)完成所有實(shí)時(shí)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(dòng)、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(gè)CPU內(nèi)部進(jìn)行閉環(huán)，可獲得高速高精度的運(yùn)動(dòng)控制。因此，客戶不用受制于硬件系統(tǒng)對(duì)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(shí)現(xiàn)多達(dá)64軸的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制。

 軟件架構(gòu)

       在單個(gè)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(yùn)動(dòng)控制的實(shí)時(shí)層，通過(guò)實(shí)時(shí)子系統(tǒng)的擴(kuò)展，使得通用的操作系統(tǒng)有了硬實(shí)時(shí)的能力。實(shí)時(shí)層直接同CPU通訊，被CPU賦予****別的獨(dú)占的中斷優(yōu)先級(jí)。這一層由3個(gè)實(shí)時(shí)模塊組成：運(yùn)動(dòng)控制內(nèi)核、PLC內(nèi)核、解釋器內(nèi)核。運(yùn)動(dòng)控制內(nèi)核是實(shí)時(shí)層的核心，他負(fù)責(zé)對(duì)所有的任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，對(duì)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(yùn)控?cái)?shù)據(jù)和命令交換、與解釋器內(nèi)核完成運(yùn)動(dòng)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(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)層，他為實(shí)時(shí)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?shí)時(shí)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(dòng)操作指令、自動(dòng)操作指令、測(cè)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(cè)等。

      3.  上層為操作系統(tǒng)層。**和應(yīng)用在操作系統(tǒng)層運(yùn)行，通過(guò)**語(yǔ)言對(duì)運(yùn)動(dòng)控制和邏輯函數(shù)庫(kù)和第三方函數(shù)庫(kù)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(yùn)動(dòng)控制軟件(包含實(shí)時(shí)內(nèi)核)可以運(yùn)行在微軟公司的Windows XP和Windows 7上(32/64)。無(wú)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(shí)時(shí)子系統(tǒng)

眾所周知，Windows是非實(shí)時(shí)的操作系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，可以將Windows轉(zhuǎn)變成實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。

通過(guò)在操作系統(tǒng)上添加實(shí)時(shí)的，先占式的多任務(wù)機(jī)制，RTX使得在Windows下可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)程序的開發(fā)以及處理高性能、硬實(shí)時(shí)特性的關(guān)鍵任務(wù)。計(jì)時(shí)精度可達(dá)1微秒。終端延遲(IST latencies)小于10微秒。因此，用一臺(tái)電腦上，操作系統(tǒng)可以同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)的任務(wù)處理，并且Windows進(jìn)程無(wú)法干涉實(shí)時(shí)進(jìn)程的運(yùn)行。

運(yùn)動(dòng)控制內(nèi)核

運(yùn)動(dòng)控制內(nèi)核是整個(gè)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)控制內(nèi)核完成實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)控制內(nèi)核從高層的用戶應(yīng)用中接受指令，并通過(guò)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(yùn)動(dòng)控制內(nèi)核無(wú)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(shí)時(shí)的性能保證，掃描周期1-5ms；

●  可檢測(cè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令(PLC軸功能)；

運(yùn)動(dòng)解釋器內(nèi)核

●  每秒1000個(gè)程序段高速處理；

●  包含運(yùn)動(dòng)指令的環(huán)狀高速緩存；

優(yōu)勢(shì)

1.創(chuàng)新性和經(jīng)濟(jì)性

●  無(wú)需昂貴的專用處理芯片，軟件運(yùn)動(dòng)控制可以輕松實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的各種算法和通訊

●  無(wú)需任何運(yùn)動(dòng)控制板卡，軟件運(yùn)動(dòng)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(lái)顯而易見(jiàn)的經(jīng)濟(jì)性，以及簡(jiǎn)易的接口和線纜，打打較少故障率

●  安裝和集成十分簡(jiǎn)便快捷，加速產(chǎn)品上市時(shí)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(diǎn)運(yùn)算)的運(yùn)算能力

●  隨著CPU的速度和性能的提高，軟件運(yùn)動(dòng)控制算法速度和性能也隨之提高

●  運(yùn)動(dòng)控制內(nèi)核完成實(shí)時(shí)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(yùn)動(dòng)控制內(nèi)核和軟PLC內(nèi)核無(wú)縫集成，協(xié)作控制

●  支持多種運(yùn)動(dòng)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(tái)和開發(fā)環(huán)境，用戶可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的產(chǎn)品理念，用自身的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建**好的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)上，如視覺(jué)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等

4.簡(jiǎn)單快速的系統(tǒng)集成

●  因?yàn)?*小化的硬件，布線和連接十分簡(jiǎn)易

●  提供設(shè)置測(cè)試軟件

●  完善的技術(shù)文檔和國(guó)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(diǎn)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(dòng)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(shí)時(shí)以太網(wǎng)總線，是國(guó)際IEC62407規(guī)范以及中國(guó)**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(jiǎn)介

EtherCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)總線，在物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0、中國(guó)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(wú)縫連接，發(fā)揮越來(lái)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(yàn)，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(wèn)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(yùn)動(dòng)控制通過(guò)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(shí)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(jiǎn)單的配置和通用的線纜，無(wú)需硬件板卡，在集成和維護(hù)上師范的經(jīng)濟(jì)和簡(jiǎn)便。

EtherCAT特點(diǎn)

●  通訊速率——1000M實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊

●  快速——伺服控制周期**短至0.25ms

●  簡(jiǎn)易布線——菊花鏈?zhǔn)剑瑹o(wú)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(lái)防止線纜或結(jié)點(diǎn)的失效帶來(lái)的整個(gè)系統(tǒng)停止

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

●  可以實(shí)現(xiàn)熱插拔功能