Trio控制器快速选型及使用

Trio控制器快速选型及使用2011.04TRIO的各种控制器及控制卡的主要性能参数比较MC202Euro205XMC206MC224PCI208结构类型及安装方式独立型卡轨安装独立型3U框架结构独立型卡轨安装独立型螺钉安装PCI总线控制卡可控制轴数SERVO11~51~51~161~8STEPPER21~51~51~161~8通讯方式1个RS232C（ModBus协议），1个CAN总线2个RS232C（ModBus协议），1个RS485，1个CAN总线2个RS23C（ModBus协议），1个RS485，1个12-bit的USB，1个CAN总线2个RS232C（ModBus协议），1个RS485，1个12-bit的USB，1个以太网口1个CAN总线32-bit，33MHz，2.2版本的PCI总线，1个CAN总线DSP主频（MHz）TMS320VC33120120120150120伺服更新率1ms250us250us250us250us模拟电压输出1路隔离的12-bit0~±10V4路隔离的12-bit0~±10V4路隔离的16-bit0~±10V16路隔离的16-bit0~±10V8路隔离的16-bit0~±10V最大脉冲输出频率差分方式无2MHz2MHz2MHz2MHz集电极开路输出500KHz500KHz500KHz500KHz500KHz编码器最大接收脉冲6MHz6MHz6MHz6MHz6MHz最多编码器通道256168位置解析32-bit的位置计数32-bit的位置计数32-bit的位置计数32-bit的位置计数32-bit的位置计数速度解析32-bit,速度可实时调整,速度迭加32-bit,速度可实时调整,速度迭加32-bit,速度可实时调整,速度迭加32-bit速度可实时调整,速度迭加32-bit,速度可实时调整,速度迭加内存128K的程序RAM256K带后备电池的RAM，2M的Flash程序RAM512K带后备电池的RAM，4M的Flash程序RAM，还具有2M插入内存条的接口1M的TABLE闪存RAM,1M带后备电池的RAM，4M在板的程序存储的闪存32M的内存,128K的PCI总线的双端口RAM(双FIFO)模拟电压输入无(可以通过CAN总线扩展到32路12-bit0~±10V)2路12-bit0-10V(可以通过CAN总线扩展到32路12-bit0~±10V)1路12-bit0-10V(可以通过CAN总线扩展到32路12-bit0~±10V)2路12-bit0-10V(可以通过CAN总线扩展到32路12-bit0~±10V)无(可以通过CAN总线扩展到32路12-bit0~±10V)伺服伺能输出方式集电极开路输出,DC24V,0.5A继电器常开触点,DC24V,250mA,集电极开路输出,DC24V,0.5A继电器常开触点,DC24V,250mA2个继电器常开触点,DC24V,.250mA继电器常开触点,DC24V,.250mA电源输入DC24~29V,150mADC5V,500mA(±12V,25mA是在采用模拟电压输出时需要增加)DC24~29V,600mADC24~29V,450mA计算机的PCI总线供电数字输入4路光隔，可扩展到256I/O16路光隔，可扩展到256I/O8路光隔，可扩展到256I/O8路光隔，可扩展到256I/O20路光隔，可扩展到256I/O数字输出4路可定义的输入/输出，可通过在板CAN总线扩展到256I/O8路光隔，可通过在板CAN总线扩展到256I/O8路可定义的输入/输出，可通过在板CAN总线扩展到256I/O8路可定义的输入/输出，可通过在板CAN总线扩展到256I/O10路光隔在板，可通过在板CAN总线扩展到256I/O3、TRIO产品的技术特点1〕TRIO数字运动控制器是TRIO公司针对工业运动控制领域开发独立出来的基于微处理技术的高精密高功能的数字运动控制器，其采用32-bit的120~150MHz的DSP的最新的微处理器技术，溶合了最新的控制理论及其网络技术控制。2〕其产品可以控制1~24个轴，全部的产品既可以控制伺服电机、步进电机、变频器、气动/液动伺服缸或者是这几种执行机构的任意组合；带有可编程控制的光电隔离的数字输入/输出和模拟输入口，可以根据用户设备的需要进行任意的选配。3〕其产品有RS232C、RS485、USB、Ethernet、CAN等通讯接口，其中RS232C、RS485带有HostLink、Modbus协议可以和触摸屏、PLC直接进行连接通讯；CAN总线带有DeviceNet协议可以和欧姆龙的触摸屏、PLC直接进行连接通讯，SERCOS、CAN、ProfiBus-DP等通讯功能，其中SERCOS和CAN总线可以作为主站控制带SERCOS和CAN总线的伺服驱动器+伺服电机，ProfiBus-DP不能作为主站，只能作为从站，所以，他不能直接控制带ProfiBus-DP总线的伺服电机。但可以与带ProfiBus-DP总线的PLC进行通讯，作为从站。另外，还有基于PC机总线的1~8轴的数字运动控制卡〔PCI208〕4〕其产品的运动控制编程语言结构类似于BASIC语言，其命令就是该运动名称的英文单词。例如：移动：MOVE，速度：SPEED，加速度：ACCEL，减速度：DECEL，比例增益：P_GAIN等等。另外，TRIO还提供ActiveX，用户可以根据设备的需要进行利用VB/VC/C++等高级语言进行二次开发。5〕TRIO提供CAD的图形转化软件，可以把从AUTOCAD或者其他的绘图软件绘制的二维图形直接转化成运动执行命令，用户只需要根据加工的工艺要求简单的添加几个相关的运动命令就可以执行程序。6〕TRIO产品具有直线插补、圆弧插补、螺旋线插补、轮廓控制、速度时时调整、电子齿轮、电子凸轮、虚拟轴控制、仿真功能、7〕TRIO产品提供了专门应用于电子凸轮的软件，里面有常用的几种电子凸轮的图形，可以利用这些图形直接得到加工凸轮表的函数值或者其曲线的函数公式，也可以根据自己的加工数据编写加工的凸轮曲线8)TRIO产品还提供了ActiveX控件,用户可以根据设备加工工艺的要求利用VB/VC/C++等高级语言进行二次开发,实现各种各样的要求.产品和附件的订货代码及描述选型举例例1.一个设备需要控制四个伺服电机(Servo方式).用户希望控制器脱离计算机独立运行,同时采用触摸屏显示各个轴的运动位置和速度,随时需要修改参数,而且需要采用USB口和计算机通讯.外部的输入需要12个,输出需要6个.

采用Trio控制器配置订货代码如下:1)采用Euro-205X订货代码为:P156+3*P406+P445+P2952)采用MC206代码为:P135+3*P390+P315例2.一个设备需要一个伺服电机和三个步进电机,而且还需要控制两个变频电机,需要15个输入,8个输出,需要和计算机进行通讯进行二次开发.采用Trio控制器配置订货代码如下:1)采用Euro-205X代码为:P156+3*P416+P445+P2962)采用MC206代码为:P135+3*P395+P399+P296+P3153)采用PCI208代码为:P180+P184+2*P182+P181+P187例3.一个设备需要控制五个伺服电机和三个步进电机,18个输入点和10个输出点.

1)采用PCI208代码为:P180+P185+3*P183+3*P182+P187+P1812)采用MC224代码为:P170+5*P201+P300+3*P280+P315+P355例4：一台设备需要采用SERCOS总线控制Yaskawa∑-‖SGDH系列伺服电机六个轴，需要输入点有12个，输出点4个,连接的通讯电缆在1m以内。其配置如下：1、采用MC206订货代码为：P135+P291+P704+6*P730+7*P591+P3992、采用EURO205X订货代码为：P151+P291+P704+6*P730+7*P591+P445例5：一台设备需要采用SERCOS总线控制带总线控制的伺服电机18个轴，需要输入/输出点共70个,连接的通讯电缆在1m以内和总的控制通讯电缆2m长。其配置如下：采用MC224订货代码为：P170+3*P291+P704+P708+17*P591+2*P592+4*P315例6：一台设备需要采用控制3个带SSI绝对编码器反响的轴，需要输入/输出点共14个。其配置如下：采用MC224订货代码为：P170+3*P270注：注1、PCI208采用Servo方式时，需要添加P184或者P185注2、P136基板包括一个参考编码器输入和一个可以是Servo轴或者是Stepper轴，扩展轴通道或者编码器接收通道，需要添加P390,P393或者P395.注3、P151基板包括一个参考编码器输入和Stepper轴.添加stepper轴需要添加P416.添加servo轴需要添加P406.注4、P156基板包括一个参考编码器输入和Servo轴.添加stepper轴需要添加P416.添加servo轴需要添加P406.注5、添加远程扩展轴需要添加P701、702、704、708、716，一个CAN总线子板最多到4个轴.一个Sercos总线最多到8个轴.注6、超过8个SERCOS轴仅仅只有MC224支持.一个CAN总线子板和一个Sercos子板的基板分别带有2个CAN和Sercos总线轴.注7、如果需要在Euro205x/MC202/MC206/MC224上添加Trio的迷你型键盘P502或P503时，需要添加P435.注8、Euro-205X和MC206采用总线控制时，其基板上控制的Servo或者Stepper轴也可以同时使用，但是整个控制器控制的轴数不能超过8轴，基板上控制的轴数不能超过4个Servo或者Stepper轴；也可以单独的控制1~8个Sercos总线轴或者1~4个CAN总线轴。TRIO产品的软件介绍TRIO产品的软件主要有以下几种方便于用户使用和进行开发的软件和操作界面:1、MotionPrefect2(编辑.调试.修改参数操作界面)2、CADtoMotion(CAD图形转化成运动程序软件)3、CamGen(生成电子凸轮运动程序软件)4、Mcsimulator(仿真软件,基于MotionPreject)5、TrioPCMotion(ActiveOCX控件)6、TrioUSBDriver(USB通讯驱动程序)7、TrioPCIDriver(PCI208总线驱动程序〕这些软件程序的安装和Windows下的其他安装程序一样,这里就不在做详细的说明.TRIO各个软件的应用介绍1、MotionPerfect22、主要操作及其功能介绍：1〕、通讯方式的改变

在运行MotionPrefect2的软件，第一次连接TRIO的产品时，TRIO默认的是采用的是RS232C和计算机进行通讯，其通讯的数据是：波特率为9600，通讯口为计算机的COM1，偶校验，7位数据位，2位停止位。如果，在计算机和TRIO控制器连接时，由于通讯的方式不一样，控制器和计算机是没有方法建立起来连接的，当我们运行MotionPrefect2的软件时，在控制器与计算机的连接过程时，会显示“Nocontrollerfound@COM1”，(如下面的图形所示)意思就是在计算机的COM1口没有找到TRIO的控制器。这时，我们就需要修改有关的通讯参数，点击在界面的运行菜单下面的“Options”中“Communications”，出现通讯参数的界面，根据其需要修改相应的通讯参数，如上页中的图形所示，选择采用Serial〔串口〕通讯，设定其通讯参数：通讯口、波特率、数据位、停止位、奇偶效验。修改完毕以后，点击MotionPrefect2的左上角的一个“connect”的图标进行连接，当找到和计算机连接的TRIO产品MC206以后，计算机上显示“ControllerMC206Version1.64found”点击“OK”按钮就可以进入检测工程工程界面，其具体操作见下一页。TRIO控制器还支持采用USB、Ethernet、PCI总线等通讯方式。另外，还有一个仿真软件。如果在没有trio控制器的情况下，可以选择“Simulation”,我们可以采用这个仿真软件在没有控制器时编写程序和检测、修改程序。仿真的效果与控制器连接的调试和操作一样各个按钮说明“Save”把控制器内部的工程工程保存到计算机的硬盘的指定目录；“Load”把上次控制器的工程工程从计算的硬盘目录下载到控制器中，并产生一个新的工程工程；“Change”控制器内部的程序与上一次保存到计算机内部的程序，进行比较；“New”擦除控制器内部的工程工程，并产生一个新的工程工程；“Resolve”擦除当前控制器内部的工程工程中的程序，并产生一个轴控制的初始化程序；“Cancel”取消当前的连接当保存或者加载工程工程以后，控制器就与计算机建立了连接。编辑工程工程和程序TRIO中的程序〔*.bas〕都是存放在一个工程工程下面的〔*.prj〕，当编写一个程序的同时也就在控制器的ROM中产生了一个工程文件，可以在菜单“Project”下面点击相应的下拉菜单，点击“NewProject”可以产生一个新的工程文件，“LoadProject”可以加载一个工程文件，“SaveProject”保存控制器中的工程文件到计算机的硬盘上指定的目录下；“CheckProject”可以检查工程文件，选择“LoadProgramFiles”可以加载一个程序到控制器当前的工程工程下面，选择“SaveProgramFiles”可以保存当前所指定的程序到计算机的硬盘上所定义的工程工程文件下。在菜单的“program”下点击相应的下拉菜单，就会出现一个程序编辑的窗口，可以在窗口中编写、修改、测试程序。以下是程序的编辑界面。参数的监视和修改以及帮助文件上面图形所示的是TRIO控制的每个轴的轴参数〔ATYPE、P-GAIN、I-GAIN、D-GAIN、UNITS等〕和每个轴的运动控制参数〔SPEED、ACCEL、DECEL、CREEP、JOGSPEED等〕和每个轴的运动显示参〔MTYPE、NTYPE、MPOS、DPOS、VPSPEED、AXISSTATUS、FE等〕轴参数和运动控制参数既直接可以在参数表中修改；也可以在“Terminal”中输入命令修改；还可以在编程的时候根据加工工艺的要求和程序的需要在程序中用命令修改。每个轴的运动显示参数是指轴在运行状态时，这些参数显示每个运动轴的运动状态，我们可以根据显示的状态来判断每个轴的运行情况。例如：AXIS0在以速度为10转/秒的速度一直往正向运动。这时，在参数表中的AXIS0中的“MTYPE”显示的是“FORWARD”，“VPSPEED”显示的是“10”。以上这些参数命令的解释和说明既可以到TRIO的Manual中去查阅相关的资料，也可以直接在MotionPerfect2中点击“TRIOBASICHelp“帮助文件来查看相关的命令。如以下图所示：I/O监视界面2、CAD2Motion这个CAD2Motion软件主要是把事先画好的CAD二维图形文件保存为*.dxf的文件格式，在这个软件下导入保存的*.dxf的文件，由该软件自动生成TRIO控制器或者控制卡专门的运动加工程序文件*.bas，这个程序的加工路径是根据画出的图形文件的路径自动生成的，只要经过简单的加工和修饰就可以直接在设备上运行了。如以下图所示：电子凸轮软件〔CAM〕这个软件是TRIO专门针对于需要凸轮加工所开发的专用软件，这个软件中带有一般的电子凸轮的曲线或函数表达式，用户可以根据所需要加工的凸轮曲线或者函数表达式，来直接生成所需要加工凸轮的TABLE表中凸轮曲线上分割成各点的值和凸轮加工的程序。也可以根据定义的图形生成函数表达式。在做电子凸轮生成程序时，一定要注意选择的位置和速度的曲线，然后在选择所需要把这个曲线分成的多少份的点也就是TABLE表中的起始点和终止点的值。其显示的界面如以下图所示。

Trio控制器与施耐德Lexium05伺服驱动器的接线TRIO控制器Stepper与伺服的位置控制方式的接线:Trio控制器的Servo方式与Lexium05系列伺服

驱动器的速度控制方式的接线TRIO控制器与伺服驱动器器以及步进驱动器的接线说明(以MC206为例)Trio控制器与PanasonicMINSAA4伺服驱动器的接线TRIO控制器Stepper(Step+Dir)与伺服的位置控制方式的接线:Trio控制器的Servo方式与松下A4伺服驱动器的速度控制方式的接线Trio控制器与Yaskawa∑-‖伺服驱动器的接线1)TRIO控制器Stepper(Step+Dir)与伺服的位置控制方式的接线：Trio控制器的Servo方式与Yaskawa∑-‖伺服

驱动器的速度控制方式的接线Trio控制器与步进驱动器的连接各种伺服驱动器对应的控制方式的参数设定：1、Lexium05系列驱动器A、Stepper方式参数“SET-DEUC”设定为“IO”〔采用外部输入信号控制〕；“SET-IO-N”设定为“GEAR”〔位置控制方式〕；SET-IOPi”设定为“PDinput”〔脉冲+方向输入〕；同时要注意“Gear-d”(电子齿轮比分母〕、“Gear-nGear-n”(电子齿轮比分母〕、“SET-GFAC”〔电机一转所需要的脉冲数〕等等输入的脉冲数=〔SET-GFAC〕*[〔SET-GFAC〕/〔Gear-d〕]B、Servor方式参数“SET-DEUC”设定为“IO”〔采用外部输入信号控制〕；“SET-IO-N”设定为“SPEED”〔速度控制方式〕；SET-IOPi”设定为“ESIMoutput”〔编码器反响输出〕；同时要注意“SET-AInS”(速度指令增益〕、“CTRL-KPp”(位置比例增益〕、“CTRL-KPn”(速度比例增益〕、“CTRL-TAU”(微分增益〕、“CTRL-TNn”(积分增益〕、“CTRL-“DRC-ESSC”〔电机一转编码器所反响输出的脉冲数〕等等2、松下A4系列伺服驱动器A、Stepper方式参数“Pr02”设定为“0”(位置控制方式〕，如果采用差分输入脉冲信号，“Pr40”设定为“1”；否那么设定为“0”；“Pr42”设定为“3”〔输入脉冲为脉冲+方向〕。同时需要注意““Pr48”(指令脉冲分倍频第一分子〕，“Pr4B”(指令脉冲分倍频分母〕“Pr4A”〔指令脉冲分倍频分子倍率〕“Pr20”(负载惯量比〕，等等B、Servo方式参数“Pr02”设定为“1”(速度控制方式〕，同时需要注意“Pr10”(位置环增益〕，“Pr11”(速度环增益〕，“Pr12”(积分增益〕，“Pr14”(微分增益〕，“Pr50”(速度指令增益〕“Pr20”(负载惯量比〕，“Pr4B”〔编码器输出的脉冲数〕等等3、Yaskawa∑-‖SGDM系列伺服驱动器A、Stepper方式参数“Pn000.1”设定为“1”(位置控制方式〕，“Pn200.0”设定为“0”〔输入脉冲为脉冲+方向〕。同时需要注意““Pn202”(电子齿轮分子〕，“Pn203”(电子齿轮分母〕“、“Pn103”(负载惯量比〕，Pn201”〔编码器分频比〕等等B、Servo方式参数“Pn000.1”设定为“0”(速度控制方式〕，同时需要注意“Pn102”(位置环增益〕，“Pn100”(速度环增益〕，“Pn101”(积分增益〕，“Pn103”(负载惯量比〕，“Pn300”(速度指令增益〕“Pn201”〔编码器分频比〕等等TRIO编程TrioBASIC编程语言就是类似于BASIC语言结构的一种运动控制的编程语言，用该编程语言可以根据设备运动的控制需要来对设备的运动以及外围设备的触发事件的逻辑状态进行控制。TrioBASIC编程语言采用专用的运动控制命令，由这些命令来定义设备的运动过程以及读写系统的参数和运动的状态，下面是常见的局部命令〔详细的命令介绍请查阅有关的说明书〕常用的运动控制命令1〕程序操作和系统命令COPY拷贝程序DEL删除程序DIR程序目录EDIT编辑程序LOAD加载程序STORE存储新的系统软件到EPROMTRIGGER触发示波器NETSTAT网络状态2〕计算和函数命令ABS绝对值ACOS反余弦SIN正弦COS余弦ATAN反正切TAN正切EXP指数LN对数AND逻辑“与”OR或TABLE全部的用户数列3〕轴命令ACCEL加速度DECEL减速度SPEED速度JOGSPEEDJOG速度VPSPEED矢量速度P＿GAIN比例增益I＿GAIN积分增益D＿GAIN微分增益OV＿GAIN输出速度环增益VEF＿GAIN速度反响增益MPOS测量位置MOVE相对移动距离MOVEABS绝对移动距离DPOS查询位置OFFPOS位置偏置AXISSTATUS读轴状态ERRORMASK错误标记4〕输入/输出和通讯口控制命令AIN读一个模拟输入的值FLAG读/设定PLC的标记IN读输入点OP设定单个或多个输出点SEND通过光纤网络传输信息READPACKET从串口传送数据SETCOM设定串口的数据PSWITCH在一个位置区域内设定输出5〕程序循环和逻辑控制命令IF…THEN…ELSE…ENDIF逻辑判断HALT关闭全部过程WAITIDLE等待移动完成FOR…NEXT…STEP循环RETURN从子程序返回STOP停止程序WA延时RUN运行程序WEND终止WHILE…WEND循环轴参数的设定和参数初始化在控制器与驱动器连接好以后，先确定采用的是什么控制方式〔速度或者位置控制方式〕。当计算机与控制器连接好以后，就可以根据控制方式的不同来设定相应的轴参数，也可以编写一个初始化程序来设定参数。下面是初始化的一个程序：start:‘程序名BASE(0)‘axis〔0〕P_GAIN=1.0‘比例增益I_GAIN=0.01‘积分增益D_GAIN=0.5‘微分增益UNITS=2000‘移动单位脉冲数SPEED=10‘移动速度，单位：1mm或者1度/sACCEL=100‘移动加速度，单位：1mm或者1度/s2DECEL=100‘移动加速度，单位：1mm或者1度/s2CREEP=1‘回零速度JOGSPEED=10‘JOG速度FE_LIMIT=2‘跟随误差极限DAC=0‘模拟电压输出值SERVO=1‘软件使能“ON”REP_DIST=5000000.0‘存储器存储极限FWD_IN=-1‘定义正向硬件限位开关输入点REV_IN=-1‘定义负向硬件限位开关输入点DATUM_IN=-1‘定义回零硬件限位开关输入点FHOLD_IN=-1‘定义进给保持硬件限位开关输入点FS_LIMIT=20000000.0‘正向软件限位RS_LIMIT=-20000000.0‘负向软件限位BASE(1)‘axis〔0〕P_GAIN=1.0‘比例增益I_GAIN=0.01‘积分增益D_GAIN=0.5‘微分增益UNITS=2000‘移动单位脉冲数SPEED=10‘移动速度，单位：1mm或者1度/sACCEL=100‘移动加速度，单位：1mm或者1度/s2DECEL=100‘移动加速度，单位：1mm或者1度/s2CREEP=1‘回零速度JOGSPEED=10‘JOG速度FE_LIMIT=2‘跟随误差极限DAC=0‘模拟电压输出值SERVO=1‘软件使能“ON”REP_DIST=5000000.0‘存储器存储极限FWD_IN=-1‘定义正向硬件限位开关输入点REV_IN=-1‘定义负向硬件限位开关输入点DATUM_IN=-1‘定义回零硬件限位开关输入点FHOLD_IN=-1‘定义进给保持硬件限位开关输入点FS_LIMIT=20000000.0‘正向软件限位RS_LIMIT=-20000000.0‘负向软件限位WDOG=1‘闭合DSP的看门购STOP‘停止一般在设备上,为了编程方便,我们一般都需要设定每个运动轴的移动当量,也就是设定我们所移1mm或者1rad或者1分时所需要的脉冲数.这个设定以后,其他的运动命令的数值单位都是以此设定为单位,在TRIO的系列控制器中,移动当量是以UNITS命令设定,这个参数的设定与伺服的参数设定和设备的机械负载有关.例如:1.一个轴采