YEYUANGEN的专栏

CODESYS是一款功能强大的PLC软件编程工具，它支持IEC61131-3标准IL、ST、FBD、LD、CFC、SFC六种PLC编程语言，用户可以在同一项目中选择不同的语言编辑子程序，功能模块等。通过在硬件平台上移植Runtime，可以将任何嵌入式设备或基于PC的设备转变为符合IEC 61131-3标准的工业控制器，也由此，越来越多的工程师偏向于CODESYS应用。，激活后就能作为软PLC+HMI一体机使用，支持扩展IO模块和通信模块，可实现一些实时控制功能。等功能，快速实现设备数据的采集和分析。

2-6轴点胶控制系统，是由TV5600 手持盒+基于OMCV13 系统的脱机运动控制卡组成(OMC8849/OMC1600)，两者之间通过Modbus 串口通讯连接，TV5600 完成人机接口的工作，脱机运动控制卡则完成运动控制和IO 口等操作，组成一套分体式、全三维、高精度的专用运动控制系统。支持空移、直线、样条曲线、文件调用等丰富的加工指令，以及开放式的用户自定义指令(指令具体动作客户可自己编写)脉冲输出：5V差动输出，输出方式：脉冲+方向 或 脉冲+脉冲。手持盒屏幕像素：480X272像素，彩色。

通过测试结果，进行平台硬件设计正确性验证和系统实时处理与同步控制。最后，在平台上运行机器人控制软件并连接手持盒，测试。测试结果表明，机器人控制软件在平台上正常运行，平。平台系统的任务通信测试包括功能实现和性能表现两部分。本章搭建实验测试平台，对多轴运动控制平台的硬件功能和系统任务通信功能。在机器人控制软件运行后，运动控制平台通过千兆以太网接口与手持盒进行通。测试结果表明，系统的。所示，手持盒软件读取到四轴的初始角度，与机。测试结果表明，系统的。，完成与控制平台的网络连接。盒与运动控制平台正常连接后，通过。

（4）数据帧写入完成后，设置核间信号量，通知伺服进行响应；（3）通信状态正常，则切换响应缓存区，从接收邮箱区中读取响应数据；（4）读取完成后，切换指令缓存区，将控制指令写给发送邮箱区；（5）写入完成后，设置信号量，周期任务通信状态恢复为空。度邮箱完成周期通信的数据链路，并使用核间信号量完成系统通信状态的切换。可变长度邮箱完成非周期通信的数据链路，并使用核间信号量完成系统通信状态的。在非周期任务通信中，双核系统的通信数据多样化，消息长度不固定。在周期任务通信中，双核系统的通信数据类别固定，数据量小。

机制时，进程（或线程）会获取一个非负整数的信号量，表示共享资源的访问状态。的正确解析，双核系统需要对数据帧进行统一设置。齐方式，方便双核系统进行数据帧的保存和解析。的一种系统调用，其功能是将一个文件或者其他对象映射到进程的地址空间。任务将通信数据打包处理后发送给邮箱，邮箱接收到数据邮件后，根据邮箱状态将邮。本文设计了二进制的核间信号量，并根据双核间任务通信时序，对核间信号量的。固定长度邮箱通信中，邮件数据长度固定，系统可根据通信数据的使用要求设置。可变长度邮箱通信时，邮件内容为通信数据帧，数据帧长度不定。

总线实现控制系统和驱动系统的高速互联通信，保证了信息传输的高效性和稳定性；使用统一的伺服控制系统完成多轴的伺服功能控制，多轴间信息的可快速交互，有效。通过系统通信接口，实现与伺服系统的多任务通信，完成。件，完成四轴的三环控制；通过系统通信接口，实现与操作系统的多任务通信，完成。控制平台设计方案，并进一步完成运动控制平台的总体硬件架构设计和双核系统间。同时，本文对平台的实时性和同步性进行研究和设计，实现系统的实时通信与多。（2）如何利用片内总线接口，实现控制系统和伺服驱动系统的高效通信；

bxCAN，它支持 CAN 协议 2. 0A 和 CAN 协议 2. 0B，具有 3 个发送邮箱，2 个 3 级深度的接收 FIFO( firstinput first output，先进先出) ，14 个可变位宽的过滤器组，波特率最高为 1 Mbit / s［8］。滤波和电机驱动、I /O 通用接口等功能，并且用户可以使用其丰富的函数库，根据自己的需求，在不同平台下自行开发相应软件来组成控制系统。开发板的接口电路的作 用是实现二者之间的通信以及数据传输。考虑到在制作和使用过程 中的成本和性能方面，

ZYNQ7020系列运动控制器，支持6轴脉冲+16/32轴总线控制，本地36输入，24输出，RS232/485和TCP通讯。6. 工作温度：-10­℃—50℃;输入电压：12-24V;4. 开关量输出：24路光耦隔离NPN集电极开路输出，输出电压范围5-24VDC，单路最大电流500mA。2. 最大脉冲频率4MHz，差分输出，支持脉冲+方向和脉冲加脉冲两种模式。1. 本地脉冲轴数：6轴带编码器反馈, 编码器输入最高频率：4MHz。5. 模拟量输出：2路模拟电压输出，输出范围：0—10V。

整机设备精度可达±0.01mm,该控制系统采用了AMC1600E的电子凸轮加力矩补偿的方式，只需要一台控制器控制，既达到了高精度加工的要求，也实现了硬件成本可控，相较于传统的CNC控制或PLC+视觉控制方案，有着明显优势。市面上的七轴2.5D扫光机，整体结构可分为两部分，一部分为通过压紧气缸压紧工件，伺服带动工件旋转；将加工物件拟分为若干段，每段速度可调，通过控制主轴速度，调节工件与毛刷接触部分线速度，从而实现恒线速度打磨，极大提高了打磨质量，降低了玻璃弯角、曲面打磨难度。本次应用全面支持DXF文件导图。

由于本系统属于“人在回路中”系统，人机交互非常频繁，为了减轻目标跟踪 DSP 的负担，系统中设置一个微处理器（MPU），它完成与上位机的通讯控制任务， 接收上位机送来的控制命令和参数，并将跟踪系统的工作状态和参数通过总线接 口电路传送给系统控制器。1）本文设计的图像跟踪系统主要由图像跟踪电路、通讯控制电路和视频接口 电路组成，以高速DSP+FPGA为处理核心，建立高性能视频跟踪和通信处理平台， 完成视频图像数据的采集、处理、字符叠加和输出功能，实现对感兴趣目标的实 时跟踪，以及与其它组件的通讯控制等功能。

驱动单元主要由方位轴和俯仰轴驱动器构成，能够将控制单元提供的控制信号进 行功率放大，驱动电机转动。伺服机构是控制系统的执行机构，在控制单元和驱动单元的控制下完成指定的功 能。机载雷达伺服控制系统是机载雷达的关键部件，其功能是控制雷达天线转动，实 现对目标的精准跟踪和快速定位，其伺服精度会直接影响到雷达的性能[4][5]。机载雷 达长期工作在冲击、振动、干扰和盐雾等恶劣的条件下，同时由于飞机的空间较小， 对机载雷达的体积和重量作出了严格的限制[6]，这些都使得机载雷达伺服控制系统的 设计面临巨大的挑战。

目前步进扫描光刻机工件台控制系统广泛采用 VME 总线构架，由于工件台控 制系统所需控制的电机数量大量增加，而且反馈信号也大量增加，如果只采用一台工控机来处理所有的信号，导致系统数据负载量大、结构复杂，一台机箱无法容纳。硅片台、掩模台的测量系统包括微动台绝对位置反馈测量、微动台与粗动台相对位置局部闭环测量、粗动台与线缆台相对位置测量、线缆台与平衡块相对位置测量、平衡块位置测量和相关的电气限位信号测量。分别为实验室α样机硅片台、掩模台的总体结构，均采用粗精叠层结构，由粗动台、微动台、线缆台以及平衡块组成。

流的通畅，因而整个运动控制系统的硬件和软件复杂度增大，技术难度也不断上升。出发，根据系统硬件体系结构，设计了控制系统的数据流，并以此建立了并行处理。根据并行模型的交互数据内容，规划了共享内存和核本地内存的存储空间，硅片上包含多个曝光视场，曝光过程中物镜固定不动，硅片台做步进运动，待曝光。控机构成系统的基本框架，实现与上位机的通讯以及调度系统中其它功能模块，如。总线的工控机构成系统的基本框架，其中一台实现与上位机的接口和运动控制，另。性能指标具有至关重要的作用，因此研发工件台运动控制系统具有极其重要的工。

利用 STM32 丰富的外设资源，完成运动轨迹规划、人机交互、数据存储、数据交互等控制;利用 FPGA 丰富的逻辑资源，实现各个运动轴脉冲并行输出、输入信号和原点位置的检测、输出开关量控制等功能。控制器设计中引入S 形加减速算法，可有效避免实际运行过程中的过冲、失步及振荡等现象。该运动控制器硬件结构简单，在保证精度、实时性、可靠性的前提下，能有效缩短研发周期。运动控制器性能的好坏直接对自动化系统整体性能的 发 挥 起 决 定 性 作 用［1－2］以专用芯片为核心的运动 控制器只是发出脉冲信号，

既减少了大量分立元件的使用，降低了电路的复杂度，提高了控制器的可靠性与稳定性，机器人运动控制系统中，不管是控制器供应商所提供的运动控制器或者是科研人员自主。设计的运动控制器，在通用性、软硬件可重构方面都存在一些问题，影响着机器人运动。的开放式机器人运动控制器的总体设计方案。逻辑编程能力来代替集成芯片以及实现逻辑连接，实现运动控制器的软硬件可重构，提。节的性能等重要指标。进行细分处理，经过高速光耦，差分转换器，输出隔离后的差分信号到伺服系统，驱动。高的任务，因此开放式机器人运动控制器必须具备较好的实时性。

两自由度运动平台，甚至多自由度运动平台、先进驱动方式和控制策略的研究已经积累了一定的经验，吸收这些经验并应用于本运动平台的研发对选择正确的机械结构、使用先进的驱动方式、正确的控制方法、加快项目的开展进度和保证项目的完成都有积极的意义。除此 之外，目前也有多个光斑同时检测的检测方式，它的基本工作原理与前文描述的单个光斑检测基本类似，不同之处就是使用多个光斑在硅片上同时进行检测，这种方法可以较好的提高硅片检测的效率。）减少了一级直线运动，可以降低整个运动平台的高度，增加平台结构的紧凑性，更好的保证精度；

由图 5-1 可以看出，本课题的 X-Y 运动平台的两个运动轴的光栅尺的读数头相对其运动方向都是固定的，标尺光栅则是安装在活动部位上。如图 5-2 所示的运动平台采用了雅科贝思的直线电机，直接驱动负载，刚性高，响应快，同时选用了高性能多轴运动控制卡和 GTHD 系列高性能伺服驱动器作为平台的伺服控制系统。运动控制软件的功能结构如图 5-7 所示，dsp.ldr 是运动控制卡的固件，支持运动控制卡的各种指令，dlm.ldr 是基于本课题开发的伺服控制算法及运动规划算法。高速高精的运动平台的精度要求在。

EtherCAT max10芯片实现了标准的EtherCAT主站协议，采用标准的通用并行总线接口，可以连接任何CPU，并对芯片进行控制。EtherCAT商业主站和开源主站，都是使用软件的方法实现主站功能，主站的性能很大程度上取决于PC的性能和操作系统的实时性。⦁ 支持x86处理器，PCIe接口，提供Linux（withXenomai实时内核）下的驱动和应用程序的参考代码；⦁ CPU负担小，无论高端或低端处理器，都能快速实现高实时性能的EtherCAT主站通信；⦁ 友好的系统调试界面；

此外，半导体芯片不断向着更高效率和更高精密化的方向发展，为了进一步满足微电子制造业的高端需求，半导体芯片制造装备中的高加速精密运动平台需要同时满足大行程、高动态响应，高精度定位的综合性要求。宏微运动平台结合了高速、大行程运动和高精度定位的运动特点，是实现高速大行程精准定位的一种重要运动方式，因此，本课题针对高速、高加速、大行程宏微精密运动平台开展深入研究，着力解决宏微运动平台高速大行程下的快速高精密定位的重要问题，对于提高我国微电子制造装备的自主能力与推动我国微电子制造产业的蓬勃发展具有重要意义。

多自由度精密运动平台是半导体行业中硅片制造和检测过程里至关重要的问题，采用直线电机和音圈电机等先进驱动方式的精密运动平台相对传统滚珠丝杠+旋转电机运动的运动平台，具有精度高、响应快、寿命长、免维护和结构简单等诸多优点，优势十分明显，因此日益受到高精密运动平台生产和研究领域的重视。同时，IC 制造装备是高精度定位系统典型的应用领域，它是关系国家利益和安全的基础性和战略性产业，对国民经济发展中具有重要的作用，受到美国、日本、欧洲和包括台湾、新、马等亚洲各 IC。生产线的投产是在2001 年，相约大约为。

执行机构严格按照控制信号进行动作，当收到控制信号时，执行机构 按要求动作，当控制信号消失时，执行机构自行停止，正因为这一特点，人们称之为 伺服系统[18]因此，伺服系统的性能好坏由执行机构能否准确执行控制信号决定，执行机构严格准确按照控制信号动作，则系统性能好，反之则系统性能差。刻蚀机等，还是半导体后端封装设备，如固晶机、焊线机等，XY 运动平台都是这些设备的核心部件，运动平台的性能决定着设备的性能。更大的响应速度和更小的定位精度。的运动速度和较高的定位精度和重复定位精度，大大地提升了运动平台的性能。

T3 工业控制器 基于全志科技 T3 ARM Cortex-A7 四核处理器，具有低功耗，高性能的特点。 图 1.4 产品 PCBA 概览 运行 SylixOS 实时操作系统，拥有完全自主可控的技术能力，满足国产化需求。具有高实时性，高可靠性，高安全性。拥有成熟的开发套件，开发编程便捷快速。 整机工业级设计，通讯外设拥有隔离，防雷，抗静电保护。 -20℃ - +70℃环境下稳定运行。 宽电压设计（9V-36V）。 丰富的通讯接口，满足多种场合通讯要求。

除此以外，它逐渐演化成智能工厂基础设施的控制器，可以控制自动充电桩，自动门，电梯，交通灯等。传输层一般是指地面控制系统与车载控制器之间的通信，但有时根据不同的系统需求，也会扩展通信对象，并设计专用的通讯系统，是系统间任务信息传输的坚固桥梁；执行层是系统主要硬件组成部分，主要包括车辆主体、导引系统、车载控制系统、电源系统、驱动转向系统等。系统各层既相互独立又相互联系，每一层在完成特定的任务的同时，又服务于其他层，系统组织结构如图 2.1。系统主要的控制方式有集中式控制、分散式控制和分布式控制。