总线卡在分布式工业自动化控制系统中的应用

　　一、现场总线介绍

　　现场总线技术是计算机，网络通讯、超大规模集成电路、仪表和测试、过程控制和生产管理等现代高科技迅猛发展的综合产物，主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。现场总线作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系，因此现场总线的内涵现在已远远不是指这一根通讯线或一种通讯标准。总线在运动控制中的应用使得工业自动化控制技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展，为自控设备与系统开拓了更为广阔的领域。现场总线的控制系统主要有如下特点，全数字化通信、开放型的互联网络、互可操作性与互用性、现场设备的智能化、系统结构的高度分散性、对现场环境的适应性。

　　二、RTEX总线介绍

　　RTEX（Realtime Express）是松下公司开发的一种高速实时网络通讯协议，可以在0.5ms的时间内实现最大32轴的高速网络通信，和精准的同步控制。RTEX采用的是环形拓扑结构，包括上位主机在内的每个节点，都具备一个出口（TX）和一个入口（RX），从主机的出口（TX）开始，主机与节点、节点与节点之间，相互串联，最后一个节点的出口（TX）连接到主机的入口（RX），构成了一个环。RTEX每个0.5ms周期内完成一次读写，主机会一次性对所有节点发出控制命令，同时获取到所有节点的反馈信号，并完成对所有节点输出的计算过程。RTEX在这种类似令牌网的环网结构中，以主机控制各子节点的时钟同步通讯方式，实现了高速实时以太网通讯协议。RTEX有很强的抗干扰能力、可信赖通信方式以及低廉配线成本等特点使其在以太网工业总线领域获得很大突破。需要注意，RTEX整个环网必须保持联通，才能正常工作，一旦有一个节点发生错误或断开，网络便会陷入瘫痪。

　　三、众为兴ADT-6943A1总线控制卡介绍

　　众为兴ADT-6943A1控制卡是一款高性能16轴RTEX总线运动控制卡。它可控制多达32个终端（这些终端包括伺服、步进、IO模块、DA模块、AD模块），最多可控制16个轴，实现16轴联动、6轴插补、16轴编码器位置检测等功能。其终端设备模块化的设计，接线方式简洁，控制多个电机时，只要两条网线与控制卡连接即可，电缆线节点间最长100米，有利于安置大型设备。单向通信不仅省配线且能避免配线的相互缠绕，还可使上位控制器与伺服驱动器之间的信号传输更为高效，而且配线可采用价格低廉的普通网络线，则使得解决方案变得更为成本更低、方案更简单灵活；因其可任意读取终端模块信息和设定终端参数，完美实现了一体化控制。支持100Mbit带宽，全面解决高速高吞吐量数据传输。其硬件网络协议栈的设计，解决了一般以太网无法实现实时通信的问题，充分地让以太网适用于工业控制环境。

　　四、基于ADT-6943A1总线卡的分布式工业自动化控制解决方案。

　　基于RTEX总线的分布式自动化控制解决方案 的硬件组成为，工业PC + ADT-6943A1总线卡 + IO扩展板产品图片 + AD/DA扩展板 + 脉冲接口板（或支持RTEX的伺服驱动器）+ 执行单元。样品图见图1

（图1）

一张ADT-6943A1最多可以连接32 个终端，一个系统中最多可以支持16张ADT-6943A1卡，使得解决方案最大可以控制32*16个终端。这种可扩展的模块化结构，使得应用方案可以随意组合、灵活多变。随ADT-6943A1卡配备丰富的开发包和大量示例，同时为开发人员提供最大便捷的技术支持。

　　ADT-6943A1卡接线简单方便，其传输的网线可采用普通超5类双绞电缆，大大降低配线成本，使维护也更加便捷方便。其高通信效率的环形连接结构允许结点间电缆长度最大100米，有利于安置大型设备，单向通信不仅省配线且能避免配线的相互缠绕，还可使上位控制器与伺服驱动器之间的信号传输更为高效，支持100Mbit带宽，全面解决高速高吞吐量数据传输。其常见接线方式见图2

　　（图2）

基于ADT-6943A1卡开发的数控系统主要应用于纺织、印刷、木工加工、流水线作业等行业，这些行业有一个共同特点多组多轴同步运动、同时各控制终端分散在较大的范围、整个系统中轴数较多、工业环境复杂容易出现干扰。比如木工生产中的“全自动双端封边排钻生产线”整个系统分为自动上料，自动下料，板材封边，打孔等功能模块，整个流水线跨度达十多米。在这样的流水线作业系统中，普通的控制方案在布线上有较大难度，极容易出现干扰。而采用众为兴ADT-6943A1总线卡来开发该流水线控制系统，则可以将以上问题全部解决掉，ADT-6943A1总线卡接线采用普通网线，布线成本低廉；并且每