MPC2810 运动控制器
用
户
手
册
(1.0 版)
MPC2810 运动控制器用户手册
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乐创自动化技术有限公司
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在不事先通知的情况下,修改本手册中的产品和产品规格等文件
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乐创自动化公司不承担由于使用本手册或本产品不当,所造
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知识产权。未经授权,不得直接或间接地复制、制造、加工、使
用本产品及其相关部分。
II
MPC2810 运动控制器用户手册
前言
感谢购买 MPC2810 运动控制器!MPC2810 是从本公司研制的一款高性
能通用控制器。本手册介绍了关于 MPC2810 的规格、使用方法,使用前请
充分理解 MPC2810 的使用功能。
安全警告
注意以下警告,以免伤害操作人员及其他人员,防止机器损坏。
下面的“危险”和“警告”符号是按照其事故危险的程度来标出的。
危 险
指示一个潜在的危险情况,如果不避免,将导致死亡
或严重伤害。
警 告
指示一个潜在的危险情况,如果不避免,将导致轻度
或中度伤害,或物质损坏。
下列符号指示哪些是禁止的,或哪些是必须遵守的。
这个符号表示禁止操作。
这个符号表示须注意的操作。
常规安全概要
请查看下列安全防范措施以避免受伤害并防止对本产品或任何与其相
III
MPC2810 运动控制器用户手册
连接的产品造成损伤。为避免潜在的危险,请仅按详细说明来使用本产品。
使用正确的电源线。请使用满足国家标准的电源线。
正确地连接和断开。先将控制卡输出连接至转接板,再将电机、驱动器
连接到转接板,最后开启电源。断开时先关闭外部电源,再断开电机、驱动
器与转接板的连接,最后断开控制卡与转接板的连接。
当有可疑的故障时不要进行操作。如果您怀疑本产品有损伤,请让有资
格的服务人员进行检查。
不要在的湿的/潮湿环境下操作。
不要在爆炸性的空气中操作。
保持产品表面清洁和干燥。
防止静电损伤。静电释放(ESD)可能会对运动控制器及其附件中的元
件造成损伤。为了防止 ESD,请小心处理控制器元件,不要触摸控制器上
元器件。不要将控制器放置在可能产生静电的表面。在防护静电的袋子或容
器内运输和储存控制器。
关于保证
保修时间
在指定的地点购买的产品的保修期为 1 年。
保修范围
如果在上述质保期内由于本公司责任发生了故障,本公司提供无偿修
理。
以下范围不在保修范围内:
对于说明书及其它手册记录的不适当环境或不适当使用引起的故
障。
用户的装置、控制软件等引起本产品意外故障。
IV
MPC2810 运动控制器用户手册
由客户对本产品的改造引起的故障。
火灾、地震及其它自然灾害等外部主要原因引起的故障。
产品的应用范围
本产品设计制造用于普通工业应用,超出预料的用途并对人的生命或财
产造成重大的影响不在产品服务范围。
联系信息
通信地址:四川省成都市高新区冯家湾科园南二路 1 号大一孵化园 8 幢 B
座(610041)
乐创自动化技术有限公司
公司网站:htttp://www.leetro.com
技术支持:
Tel: (028)85149977-8205
FAX: (028)85187774
V
MPC2810 运动控制器用户手册
目 录
1 概 述...................................... 1
1.1 简介 ............................................................................................................1
1.2 特征 ............................................................................................................1
1.3 性能规格 ....................................................................................................3
1.4 典型控制系统组成 ....................................................................................4
2 快速安装..................................... 5
2.1 开箱检查 ....................................................................................................5
2.2 控制卡的外型结构 ....................................................................................5
2.2.1 MPC2810 运动控制卡结构示意图 ....................................................5
2.2.2 MPC2810 转接板引脚定义 ................................................................7
2.3 MPC2810 硬件安装 ...................................................................................9
2.4 MPC2810 软件安装 .................................................................................10
2.5 MPC2810 软件卸载 .................................................................................18
2.6 MPC2810 软件升级 .................................................................................18
3 快速使用.................................... 19
3.1 板卡设定 ..................................................................................................19
3.2 信号接口定义 ..........................................................................................20
3.2.1 P62-01 信号接口定义 .......................................................................20
3.2.2 通用IO扩展线-C4037 信号接口定义..............................................22
3.2.3 P62-02 信号接口定义 .......................................................................24
3.3 接线方法 ..................................................................................................27
3.3.1 运动控制器和转接板的连接 ...........................................................27
3.3.2 转接板与电源的连接.......................................................................27
3.3.3 转接板和驱动器的连接 ...................................................................28
3.3.3.1 控制信号输出连接方法............................................................28
3.3.3.2 编码器输入连接方法................................................................30
3.3.3.3 专用输入的连接方法................................................................31
3.3.3.4 通用输入、输出的连接方法....................................................32
4 系统调试.................................... 34
5 典型接线.................................... 40
5.1 MPC2810 控制器与DMD808 驱动器接线 .............................................40
5.2 MPC2810 控制器与松下MINAS A4 系列驱动器接线方式 ..................41
VI
MPC2810 运动控制器用户手册
1 概 述
1.1 简介
MPC2810 运动控制器是乐创自动化技术有限公司自主研发生产的基于
PC 的运动控制器,单张卡可控制 4 轴的步进电机或数字式伺服电机。通过
多卡共用可支持多于 4 轴的运动控制系统的开发。
MPC2810 运动控制器以 IBM-PC 及其兼容机为主机,基于 PCI 总线的
步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元。它与 PC 机构成主从式控制结
构:PC 机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作(例
如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、控制指令的发送、外部信号的监控
等等);运动控制器完成运动控制的所有细节(包括直线和圆弧插补、脉冲
和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等)。
MPC2810 运动控制器配备了功能强大、内容丰富的 Windows 动态链接
库,可方便地开发出各种运动控制系统。对当前流行的编程开发工具,如
Visual Basic6 .0 ,Visual C++6.0 提供了开发用 Lib 库及头文件和模块声名文
件,可方便地链接动态链接库,其他 32 位 Windows 开发工具如 Delphi、
C++Builder 等也很容易使用 MPC2810 函数库。另外,支持标准 Windows
动态链接库调用的组态软件也可以使用 MPC2810 运动控制器。
MPC2810 运动控制器广泛适用于:激光加工设备;数控机床、加工中
心、机器人等;X-Y-Z 控制台;绘图仪、雕刻机、印刷机械;送料装置、云
台;打标机、绕线机;医疗设备;包装机械、纺织机械、木工机械;装配生
产线。
1.2 特征
运动模式
提供两种运动模式:批处理运动和立即运动。
小线段连续轨迹运动
提供速度前瞻预处理,实现小线段高速平滑的连续轨迹运动。
高速
为了满足高速响应要求,脉冲输出频率可达 2Mpps。
工作行程
脉冲计数器范围为 32 位(±2147483647)符号数。
1
MPC2810 运动控制器用户手册
编码器
每张 MPC2810 运动控制器有两路 3 相(A/B/Z 相)辅助编码器输
入。
抗干扰性
所有数字量输入输出内部都采用光电隔离,确保板卡的抗干扰性。
丰富的通用输入输出
除了各轴专用的输入输出外,还具备 24 路通用输出(每路最大 50
0mA 驱动能力),18 路通用输入。原点、限位、减速、报警等专用
输入也可设置为通用输入口使用,此时通用输入可达 35 路。
具有插补功能
MPC2810 运动控制器具有 2~4 轴线性插补和 2 轴圆弧插补功能。
提供事件处理功能
当控制器接收到如下信号时:正限位、负限位、原点、Z 脉冲、运
动停止、报警等,将自动触发内部事件。用户可自定义事件处理程
序。
具有位置比较输出功能
通过接口函数,可将 MPC2810 运动控制器通用输出口 1~4 设置
为位置比较输出口。位置比较源为指令脉冲或编码器反馈信号。
具有编码器高速位置锁存功能
MPC2810 运动控制器可锁存 1、2 路辅助编码器反馈信号。
提供终点位置验证
控制器自动进行终点位置误差补偿。
提供加减速定制功能
若系统提供的梯形速度和 S 形速度模式不能满足升降速要求,则用
户可根据需要设置升降速过程。
运动控制器提供手脉输入
具有电子齿轮运动功能
具有看门狗定时器功能
具有软件限位功能
跟随误差超限报警功能
根据需要,事先设置最大跟随误差,当控制轴运动过程中实时的跟
随误差超过设置值时,控制卡自动停止控制轴的脉冲输出。
2
1.3 性能规格
表 1-1 MPC2810 运动控制器性能规格
MPC2810 运动控制器用户手册
项目
主接口 PCI(3.3、5V 两用)
控制轴数
编码器输入(路)
编码器输入计数器 两轴 32bit 符号数±2147483647,A/B/Z 相(2Mpps)
通用数字输入 DC24V 光电耦合 18 点
通用数字输出 24 点,最大 500mA 集电极开路
专用输入 每轴 4 点(正限位、负限位、原点、减速),报警(共用)
脉冲输出最大频率
脉冲输出最小频率
脉冲输出规格
脉冲输出方式
脉冲输出计数器
Z 脉冲最小有效宽度
脉冲/方向输出(Pulse/DIR),或双脉冲输出(CW/CCW)
每轴梯形加减速、S 形加减速、定制加减速
每轴 32bit 符号数±2147483647
MPC2810
4
2
2MHz
0.2Hz
0.5μs
多卡共用
变速
安全措施
操作系统
4 卡共用
运动中变速度
1、2 轴可设置跟随误差极限(容许误差范围±16777216)
提供看门狗定时器(定时范围 1~60000 毫秒)
WINDOWS 2000、WINDOWS XP
3
MPC2810 运动控制器用户手册
1.4 典型控制系统组成
驱动器
电机
运动控制卡
工作台
转接板
计算机
图 1-1 采用 MPC2810 运动控制器组成的控制系统示意图
基于 MPC2810 运动控制器的典型运动控制系统由以下几部分组成:
(1) MPC2810 运动控制器、转接板及其连接电缆;
(2) 具有 PCI 插槽的 PC 机或工控机,安装有 Windows2000 / XP
操作系统(不同型号的控制器支持的操作系统可能不同);
(3) 步进电机或数字式伺服电机;
(4) 电机驱动器;
(5) 驱动器电源;
(6) 直流开关电源,为转接板提供+24V 电源。
4
MPC2810 运动控制器用户手册
2 快速安装
2.1 开箱检查
打开包装后,请仔细检查产品型号是否与订购的产品一致,控制器的表
面是否有机械损坏,元器件是否有脱落,配件是否齐备。若控制器表面有损
坏,或产品类型不符,配件不齐,请不要使用,即刻与经销商联系。标准配
置的 MPC2810 控制器产品清单:
MPC2810 运动控制卡,1 张;
P62-01 转接板或 P62-02 转接板,1 块;
62 芯屏蔽电缆 1 条,2m;
配套光盘 1 张。
若需要使用较多通用输入输出口,则需另外增加以下配置:
通用 IO 扩展线-C4037,1 条;
P37-05 转接板(使用 P62-02 转接板时不需要 P37-05),1 张;
37 芯屏蔽电缆 1 条,2m。
2.2 控制卡的外型结构
2.2.1 MPC2810 运动控制卡结构示意图
其中 4 个运动指示灯位于板卡背面。J1 为 62 芯屏蔽电缆接口,J2 为通
用 IO 扩展卡的 40 芯扁平线接口。
旋钮开关用于多卡共用时设定板卡本地 ID(即卡号)。
本产品基于 FPGA 设计,运动控制、数字 IO、PCI 等功能通过 VHDL
硬件描述语言编写到 FPGA 中。因此可以通过改变内部的构成在较短时间内
满足客户和 OEM 产品不同规格的要求。
5
MPC2810 运动控制器用户手册
J1 J2
电源转换模
块 24V-5V
脉冲方向
输出电路
8 路通用
输出电路
20 路专用
输入电路
两轴编码器
输入电路
16 路通用
输入电路
FPGA
旋钮开关
运动指示灯
16 路通用
输出电路
图 2-1 MPC2810 板卡示意图
MPC2810 控制卡尺寸规格:(mm×mm)
120
图 2-2 MPC2810 板卡外形尺寸
170
6
MPC2810 运动控制器用户手册
2.2.2 MPC2810 转接板引脚定义
MPC2810 提供两种转接板:P62-01 和 P62-02。
P62-01 只设计了与 MPC2810 主要运动控制信号的连接引脚,面积较小,
若需较多通用 IO 信号,必须需要增加 P37-05 转接板。
P62-02 转接板集成了 MPC2810 所有专用和通用输入输出信号的外部引
脚,使用 P62-02 时不再需要 P37-05,其面积较大。
(1)P62-01 示意图
D62
D60
D58
D56
D54
D52
D50
D48
D46
D44
D41 D39 D37 D35 D33 D31 D29 D27 D25 D23 D21
D42 D40 D38 D36 D34 D32 D30 D28 D26 D24 D22
D61
D59
D57
D55
D53
D51
D49
D47
D45
D43
85mm
D11
D12
D13
D14
D15
D16
D17
D18
D19
D20
图 2-3 P62-01 转接板示意图
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
110mm
P62-01 转接板尺寸规格:(mm×mm)
7
MPC2810 运动控制器用户手册
110
86
72
85
图 2-4 P62-01 转接板外形尺寸
其中,安装孔直径:φ3mm。
若要使用较多 IO 口,需要使用 IO 扩展用转接板-P37-05,其示意图及
尺寸如下所示(mm×mm)。
68.5 81
图 2-5 P37-05 转接板示意图
76
91
其中,安装孔直径:φ3.5mm。
(2)P62-02 示意图
P62-02 转接板集成了 MPC2810 所有专用和通用输入输出信号的外部引
脚,使用 P62-02 时不再需要 P37-05。其组成如下所示,单位:mm。其中
8
安装孔径:φ3mm。
CN3
CN2 CN1
120
130
CN5
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ENC1
AXIS1
AXIS3
135
145
图 2-6 P62-02 示意图
ENC2
AXIS2
AXIS4
CN4
2.3 MPC2810 硬件安装
MPC2810 控制器对 PC 机的硬件要求:
带有 PCI 插槽的 X86 兼容机,PII 以上 CPU,256M 以上内存。
MPC2810 控制卡的硬件安装步骤如下:
(1) 关掉 PC 机及一切与 PC 相连的设备,控制卡插入 PC 机 PCI 插
槽中,用螺丝紧固运动控制卡。
警 告
(2) 连接运动控制卡和转接板。
(3) 连接电机和驱动器。
(4) 连接转接板、驱动器。
为了防止静电损害运动控制器,请在接触控制器电路
或插/拔控制器之前触摸有效接地金属物体以释放身
体所携带的静电荷。
9