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PMAC硬件特性


	描述： PMAC 的全称是Programmable Multi-Axis Controller 。它是Deltu Tau Data System公司出产的一种系列广泛，支持众多的可编程多轴运动控制器。单控制器最多可以支持32轴同时高效地运行。  PMAC 板卡拥有不同的硬件版本，在工厂生产时就会拥有不同的特性，例如：不同的接口形式，不同的I/O端子等。作为PMAC的核心元件CPU，采用了Motorola 数字信号处理器（DSP）DSP56k。强大的DSP56k和Delta Tau发布的精巧细密的固件组成了性能卓越的PMAC控制器。 PMAC CPU使用DSPGATE ICs（门阵列电路）与各个轴通道进行连接。每个DSPGATE可以构成四个连续的轴通道。DSPGATE的通道接口形式共有两种，PMAC(1)型和PMAC(2)型。这两种接口形式的主要不同是：PMAC(1)型只能提供±10V模拟量（DAC）输出，PMAC(2)型则能提供±10V模拟量（DAC）形式、脉冲+方向（Step）形式、PWM脉宽调制形式的任意一种。每个PMAC (1)型的DSPGATE在每一个通道上提供一个DAC输出，一个增量编码器反馈，和四个专用的标志信号输入：包括两个行程限为标志，一个零点输入，一个报警输入。通常，一个电机需要一个通道控制。但也有需要两个通道的情况，例如：电机拥有两个反馈量，或者是需要双驱动的电机。每个PMAC (2)型的DSPGATE在每一个通道上提供可选择的控制信号输出，一个增量编码器反馈，和四个专用的标志信号输入：包括两个行程限为标志，一个零点输入，一个报警输入。通常，一个电机需要一个通道控制。但也有需要两个通道的情况，例如：电机拥有两个反馈量。 Non Turbo PMAC系列的板卡提供充足的通道，用来控制8个电机或者轴。任意的PMAC都拥有一个DSPGATE，可以提供通道1至4（PMAC-Mini 只用2个通道）。如果option1选项是被订购的（这个选项在PMAC-Lite 和 PMAC-Mini上是不可激活的），那么第2块DSPGATE可以提供通道5至8。如果ACC24附件是被订购的，那么第3块DSPGATE可以提供通道9至12。如果ACC24附件option1的选项是被订购的，那么第4块DSPGATE可以提供通道13至16。 Turbo PMAC系列的板卡用来控制32个电机或者轴。如果option1选项是被订购的，那么在板的第2块DSPGATE可以提供通道5至8。当最多的4块ACC24附件被同时订购，那么Turbo PMAC上总和将达到40个通道。ACC24附件通过JEXP端子与PMAC卡连接。 PMAC 板卡拥有自己的内存和处理器，因此它完全可以独立进行各种控制；也可以使用提供平行处理的计算机，通过串口、总线、以太网来联合运行。 PMAC 板卡拥有自己的通用数字输入输出（I/O），联合PMAC内置的PLC处理功能，这样，PMAC就不只是一个运动控制器，还包含了灵活的PLC处理器。专用的I/O端子可以用来扩展PMAC板卡的功能，包括I/O扩展，ADC输入，还可以连接LCD显示装置。 TURBO PMAC: Turbo PMAC系列板卡主要包括下列特色：最多32个轴，最多16个笛卡儿坐标系（电机组），最多可用40个通道。Turbo PMAC可以是PMAC(1)形式的，也可使PMAC(2)形式的。内置高级Lookahead (紧凑型加速度/速度控制)技术和反向运动学（机器人技术）技术。编写精良的固件支持了更好的矩阵数据运算；可以支持更多的多路实时模拟量输入；在一个固件里，允许标准PID伺服算法和扩展伺服算法同时存在；完全独立的通讯端子和可选的第二个串口。 PMAC2: PMAC2系列板卡主要包括下列特色： PMAC2可以选择直接控制放大器的PWM调整信号，但是最多的情况下，它是被使用在脉冲+方向的控制信号下。 PMAC2每个通道都拥用2个DAC（模拟量±10V）控制量输出，这样PMAC2就可以直接控制正弦换相的放大器了。 PMAC2可以直接识别MLDT的位置识别装置的反馈信号。编写精良的固件支持了更好的矩阵数据运算；可以支持更多的多路实时模拟量输入；在一个固件里，允许标准PID伺服算法和扩展伺服算法同时存在；完全独立的通讯端子和可选的第二个串口。改良后的PMAC2的位置捕捉和比较功能，在应用于专用的数字设备上时，要比PMAC1拥有更高的同步精度。任意的PMAC2都可以通过Handwheel端子，拥有扩展的编码器反馈输入；同样，单并行反馈装置也可以直接连接到PMAC2。 PMAC2 Ultralite在板没有DSPGATE，通常情况下，PMAC2 Ultralite都是通过光纤或者对绞线连接UMAC MACRO上的DSPGATE，这样与电机的距离就可以达到很长（使用光纤的话可以从10英尺到2英里），这样就可以减少放大器和I/O设备接线的复杂性和电磁干扰。下面是PMAC2形式的DSPGATE连接控制的特色：  ◆ 3个PWM控制的成对信号；（这属于数字信号应用）  ◆ 2个带时钟和滤波的18位DAC输出；（这属于模拟信号应用）  ◆ 1个脉冲＋方向的成对信号输出；（这属于Stepper信号应用）  ◆ 1个带捕捉和比较功能的3路编码器信号（A，Ｂ，Ｃ）输入；  ◆ 4路标志信号输入；（零点，正限位，负限位，放大器报警）  ◆ 5个追加的输入标志信号，为了霍尔换向原件，计算数据或者错误代码。 PMAC(1): PMAC(1)系列是最早的PMAC系列板卡，主要包括下列特色：为放大器提供一路经济的模拟量控制±10V；在板拥有5-24VDC的通用数字I/O；（PMAC2只有5V）在PMAC固件里通过专用端子提供常用功能支持。（在PMAC-Mini 上不提供） PMAC Lite: PMAC Lite推荐使用在3到4轴，基于PC或者独立运行的应用下。由于Lite在板只有1个DSPGATE，所以在板只有4个通道。PMAC Lite可选择是PMAC(1)形式接口，也可以是PMAC(2)形式接口的；既可以是Turbo系列，也可以是Non Turbo系列。也可以使用ACC24P或者ACC24P2进行通道的扩展。 PMAC Mini: PMAC Mini推荐使用在1到1轴，基于PC或者独立运行的应用下。由于Mini在板只有1个DSPGATE，所以在板只有2个通道。PMAC Mini 只可选择是PMAC(1)形式接口。也可以使用ACC24P或者ACC24P2进行通道的扩展。 PMAC2 Ultralite: PMAC2 Ultralite是在板没有DSPGATE的特殊的PMAC2型卡。这时ASICs电路是通过远端的UMAC MACRO系统与PMAC2 Ultralite来构成完整的控制的。这样PMAC2 Ultralite构成的系统就可以分为两大部分：一部分是完成DSP运算和轨迹规划的处理器部分，另一部分是放大器，I/O等执行部分。 PMAC2 Ultralite和UMAC MACRO通过光纤或者双绞线构成了环状系统。这样的灵活连接可以带来下列好处：极大量的减小了配线的复杂性；排除了在长距离传输的过程中产生的电磁干扰。（使用光纤，最远3Km-2英里） PMAC运动控制器的命名方法： PMAC连接端子与信号：显示端子输出：（JDISP）这个JDISP连接端子（J1）用来连接ACC-12A的液晶显示器，或者连接ACC-12C的真空荧光管显示器。通过执行PLC程序使用Display命令，就可在显示器上面显示文本或者变量。控制面板端子：（JPAN）这个JPAN端子是专用的控制端子，如果I2设定为1的时候，每个端子的用途是固定的；如果I2设定为0的时候，这时可以作为普通的I/O使用。在MINI卡上不提供这个端子。多路复用I/O端子：（JTHW）一般情况下，这个端子可以提供8路输入与8路输出；还可以通过Delta Tau提供的附件及在板软件的支持进行I/O的扩展，最多可扩展32块ACC34AA。串口连接：所用的PMAC都提供串口与计算机的COM端子相连接。通用输入输出：（JOPTO）这个端子可以提供8路输入与8路输出，这个34芯的端子可以很轻松的与OPTO-22或兼容的扩展相连接，Delta Tau也提供ACC 21F的附件。机床连接器：这个主要的机床连接端子是JMACH1，这个连接端子提供连接4路通道所必需的信号：模拟量的输出，编码器的输入，和机床标志信号的输入与输出，电源的提供端子。另一个机床连接端子是JMACH2，它的定义与JMACH1相仿佛，这个端子必需是Option1的选项可以被激活的时候才会出现。 LED指示器： PMAC的板卡拥有三个LED指示器：红，黄，绿。这个绿色指示亮的时候表示+5V的电源已经输入；红色指示亮的时候表示看门狗计时器电路起作用，PMAC板卡已经关闭。黄色指示亮的时候表示，需要寻相和换相的电路在CPU的工作频率内已经稳定。这个指示是判断寻相等的唯一指示，在某些板卡上不提供这个指示。 PMAC 系统的配置兼容性：通常情况下，PMAC的选项与附件是兼容的，但在一些情况向，也会存在一些不匹配的情况，主要的情况如下例举： JEXP 端子的扩展附件： Non Turbo PMAC可以通过这个端子提供2个不在板的DSPGATE；Turbo PMAC可以通过这个端子提供8个不在板的DSPGATE。注意：ACC24P/V可以提供1个DSPGATE，如果ACC24P/V的Option1的选项被激活，那么还可以再提供1个DSPGATE。还有ACC51P，也可以提供1个DSPGATE。由于总线的编址性能限制，所以PMAC只允许占用4行绝对编址空间区域的专用扩展设备共6组（JEXP）。因此，ACC14D/V和ACC36P/V占用的绝对编址空间有6段。其中，一块ACC14D/V占用4行绝对编址空间区域；而1块ACC36P/V只占用1行绝对编址空间区域。 JTHW 多路复用扩展端子：最多可达32块多路复用扩展设备可以被连接到这个端子（JTHW）。不扩展时提供8路输入，8路输出。 ACC27及类似的附件是不能连接到这个端子上的，可连接的有：ACC8D OPT7旋转变压器连接附件（上电时需要绝对位置）；ACC8D OPT9 Yaskawa 编码器；或者ACC34系列的串行I/O扩展版。多路复用扩展设备端子可分配的地址共256个： ACC8D OPT7旋转变压器连接附件（上电时需要绝对位置）占用1个地址； ACC8D OPT9 Yaskawa 编码器占用1个地址； ACC34占用连续的8个地址。 JPAN 控制面板附件连接端子： ACC16D控制面板和ACC39手轮编码器转换不能在一块PMAC上被同时使用。这个端子也不会出现在MINI卡上。 JDISP 显示器连接端子：只有一块显示器可以连接在端子上，这可以是ACC12系列中的任意一款。 JSx 端子扩展：每一块ACC28必需连接在JSx端子上，通过在板的DSPGATE或者ACC24系列的DSPGATE才能与PMAC的CPU联系。因此ACC28的使用在PMAC上就有如下限制： PMAC PMAC OPT1 ACC24 ACC24 OPT1 ACC28 Yes Not Not Not 1 Yes With Not Not 2 Yes Not With Not 2 Yes Not With With 3 Yes With With Not 3 Yes With With With 4 Turbo PMAC可以寻址10块DSPGATE，所以可以连接10个ACC28。 PMAC(2)连接端子与信号： J1:JANA 模拟量输入端子这个端子提供最多16路模拟量输入在0-5V或者-2.5V-+2.5V（软件设定）的在板12位模拟量输入选项。Opt12提供8路模拟量输入，Opt12A再提供8路模拟量输入。PMAC2 Ultralite不提供这个选项。 J2：JTHW 多路复用扩展端子最多可达32块多路复用扩展设备可以被连接到这个端子（JTHW）。不扩展时提供8路输入，8路输出。 ACC27及类似的附件是不能连接到这个端子上的，可连接的有：ACC8D OPT7旋转变压器连接附件（上电时需要绝对位置）；ACC8D OPT9 Yaskawa 编码器；或者ACC34系列的串行I/O扩展版。多路复用扩展设备端子可分配的地址共256个： ACC8D OPT7旋转变压器连接附件（上电时需要绝对位置）占用1个地址； ACC8D OPT9 Yaskawa 编码器占用1个地址； ACC34占用连续的8个地址。 J3：JIO 数字I/O端子这个端子提供32个5V CMOS电平的数字I/O。这个端子通常用来与具备缓冲电路的OPTO22及兼容电路相连接。没有缓冲电路的时候，最大输出能力是20mA。ACC21A是被设计成与OPTO22连接的专用附件。 J4：JMACRO 端子这个端子是用来在PMAC2和ACC42 MACRO接口板之间接受MACRO数据的。PMAC2 Ultralite不提供这个选项。 J5：RS232/RS422 串口这个端子为PMAC2提供串行通讯。PC（PCI）版本的PMAC2只提供RS232，OPT9L的选项允许在RS232之外，在提供RS422。VME或者Lite版本的PMAC2，同时提供RS232和RS422，使用的时候必须通过跳线和软件设定。使用串口的时候，必须使用一条电缆于计算机连接。DELTA TAU提供ACC3D连接RS422，提供ACC3L连接RS232。独立的DB9-DB25和DB25-DB9需要专业公司提供。 J6：JDISP显示端子输出这个JDISP连接端子用来连接ACC-12A的液晶显示器，或者连接ACC-12C的真空荧光管显示器。通过执行PLC程序使用Display命令，就可在显示器上面显示文本或者变量。 J7：JHW 手轮端子这个端子提供2通道的2信号编码器（A，A/，B，B/）输入，或者是2通道的脉冲+方向信号输出。 J8：JEQU 位置比较端子这个端子提供4路或者8路的编码器位置比较（软件设定）输出。可以是使用ULN2803A的24V开集电极输出，也可以是使用UDN2981A的源极输出。 JMACH 机床连接器：这个机床连接端子采用分布式结构，JMACH1由来连接电机1和2，JMACH2由来连接电机3和4，JMACH3由来连接电机5和6，JMACH4由来连接电机7和8。这个端子都是通过高密度的100芯连接线，使用5V数字电源，提供连接通道所必需的信号：编码器的输入，设备的控制量和机床标志信号的输入与输出。通常使用ACC8系列的附件，构成各种连接电路。PMAC2 Ultralite不提供这个选项。 LED指示器： PMAC的板卡拥有三个LED指示器：红，黄，绿。这个绿色指示亮的时候表示+5V的电源已经输入；红色指示亮的时候表示看门狗计时器电路起作用，PMAC板卡已经关闭。黄色指示亮的时候表示，需要寻相和换相的电路在CPU的工作频率内已经稳定。这个指示是判断寻相等的唯一指示。 TB2：4芯端子这个端子在板卡脱机运行时为板卡提供工作是必须的工作电压。当板卡使用在总线环境下，这端子就不需要连接。当Opt12之类的选项使用时，必须±12V支持。 TB3：3芯端子这个端子提供PMAC2的看门狗报警器的状态输出。 PMAC（2）系统的配置兼容性：通常情况下，PMAC的选项与附件是兼容的，但在一些情况向，也会存在一些不匹配的情况，主要的情况如下例举： JEXP 端子的扩展附件： Non Turbo PMAC可以通过这个端子提供2个不在板的DSPGATE；Turbo PMAC可以通过这个端子提供8个不在板的DSPGATE。注意：ACC24P/V可以提供1个DSPGATE，如果ACC24P/V的Option1的选项被激活，那么还可以再提供1个DSPGATE。还有ACC51P，也可以提供1个DSPGATE。由于总线的编址性能限制，所以PMAC只允许占用4行绝对编址空间区域的专用扩展设备共6组（JEXP）。因此，ACC14D/V和ACC36P/V占用的绝对编址空间有6段。其中，一块ACC14D/V占用4行绝对编址空间区域；而1块ACC36P/V只占用1行绝对编址空间区域。 JTHW 多路复用扩展端子：最多可达32块多路复用扩展设备可以被连接到这个端子（JTHW）。不扩展时提供8路输入，8路输出。 ACC27及类似的附件是不能连接到这个端子上的，可连接的有：ACC8D OPT7旋转变压器连接附件（上电时需要绝对位置）；ACC8D OPT9 Yaskawa 编码器；或者ACC34系列的串行I/O扩展版。多路复用扩展设备端子可分配的地址共256个： ACC8D OPT7旋转变压器连接附件（上电时需要绝对位置）占用1个地址； ACC8D OPT9 Yaskawa 编码器占用1个地址； ACC34占用连续的8个地址。 JPAN 控制面板附件连接端子： ACC16D控制面板和ACC39手轮编码器转换不能在一块PMAC上被同时使用。这个端子也不会出现在MINI卡上。 JDISP 显示器连接端子：只有一块显示器可以连接在端子上，这可以是ACC12系列中的任意一款。 JSx 端子扩展：每一块ACC28必需连接在JSx端子上，通过在板的DSPGATE或者ACC24系列的DSPGATE才能与PMAC的CPU联系。因此ACC28的使用在PMAC上就有如下限制： PMAC PMAC OPT1 ACC24 ACC24 OPT1 ACC28 Yes Not Not Not 1 Yes With Not Not 2 Yes Not With Not 2 Yes Not With With 3 Yes With With Not 3 Yes With With With 4 Turbo PMAC可以寻址10块DSPGATE，所以可以连接10个ACC28。 Turbo PMAC Open Servo Turbo PMAC 开放伺服算法允许用户使用高级语言编辑能使用高级中断的算法结构。这样的算法结构可以使用在任意实际的控制功能，或者编写更高程次的应答机制，比如利用高应答频率的I/O，专用的反馈数据预处理，专用的加工伺服命令集。开放伺服算法是编辑在文本编辑器里面，并通过PEWIN32PRO程序下载。伺服算法在由上位机下载到PMAC的内存之前，必须进行DSP的机器代码编译。这个过程与PMAC编译PLCC的过程一致。开放伺服算法可以使用SAVE命令保存在Turbo PMAC的保持性Flash内存里面。执行的时候，它只是替代了原有控制电机的标准伺服算法。所有的应答机制，包括：轨迹规划，运动程序与PLC程序的执行，安全机制的校验，还都使用固件Turbo PMAC里面的内置算法。以前必须使用Motorola DSP56300 的专用代码编辑Turbo PMAC的开放式伺服算法，然后下载到卡上执行。现在用户不需要去了解这样的专用语言，在使用开放式伺服算法的时候就像使用编译的PLC程序一样。主要的区别在于以下两点：开放式伺服算法运行在伺服中断之上，相当于每个伺服更新周期（或者是Turbo PMAC 的 watchdog）；编译的PLC程序都是运行在实施中断（PLCC 0）之上，相当于运动轨迹规划，或者不确定周期的后台运行。开放式伺服算法可以通过特定的存取机构来访问伺服功能的特定寄存器。执行条件开放式伺服算法需要使用在Turbo PMAC控制器上(Turbo PMAC(1)，Turbo PMAC2，UMAC，QMAC)，需要固件版本是1.938以上，PC软件需要PEWIN32PRO，版本3.2以上。比例控制的程序例子下面是一个开放式伺服算法的例子，使用的是通过Ixx30实现最简单的比例控制： OPEN SERVO ; Following lines to be compiled CLEAR ; Not necessary, but acceptable COPYREG P30 ; Copy following error into P30 P35=P30I(ITOF(MTRNUM100+30))/65536 ; Multiply by gain, scale RETURN(FTOI(P35)) ; Make an integer and output CLOSE 计算功能： + 加 - 减 * 乘 / 除 % 求模（求余） & 按位与AND \| 按位或OR ^ 按位异或XOR 比较功能： = 等于 > 大于 < 小于 ~ 接近于（范围0.5） != 不等于 !> 不大于 !< 不小于 !~ 不接近于（范围0.5）功能函数： SIN 正弦 COS 余弦 TAN 正切 ASIN 反正弦 ACOS 反余弦 ATAN 反正切 ATAN2 四象限反正切 ABS 绝对值 INT 取整 EXP 幂 LN 自然对数 SQRT 平方根特殊功能： FLIMIT 状态检查功能 MTRNUM 返回执行电机号 COPYREG 通过P变量复制电机寄存器逻辑控制： IF / [ELSE] / ENDIF 条件语句 WHILE / ENDWHILE 循环语句

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