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ACB5xx 3/6自由度电动平台控制板简介
发布时间:2019-10-17 14:54

  5D动感影院座椅信号控制板ACB5xx系列版本,于2012年开始生产,是一款专门为了电动平台定制的控制器,可支持西门子、施耐德、安川、三菱、富士、松下、台达、东元、华大、东菱、迈信、广数、凯恩帝、埃斯顿、欧诺克、和利时、海得等市面主流伺服系统。

  从ACB540开始,主控芯片也进行了相应的升级,使用了更高速度的32bit ARM Cortex-M3芯片。其中ACB54x控制板增加了一颗32bit协处理器(并非传统的双核概念,而是真正的双CPU芯片),具有A/B/Z编码器信号反馈检测、扭矩信号实时检测、驱动器报警检测和驱动器警报清除等功能。大大提高了电缸的控制精度。

  改进的控制算法,使得电动缸可以在进行正常上升下降的动作时融入颤动、抖动等特殊动作。采用了智能的模糊神经网络控制算法,同时增加了一路RS232的通讯接口,用户可通过接口调节控制平台(需要配合标定软件),用于调节平台运动的多种参数。

  板上的6个驱动器的接口为DB15(双排)孔座;标定接口为DB9孔座;电源输入接口为EDG7.62-2弯脚带封边针座;5D动感影院座椅信号控制板V520版本,于2013年10月份生产,是一款专门为了电动平台定制的控制器,可支持西门子、安川、松下、三菱、台达、东元、华大、四通等市面主流伺服系统。

  l 控制板内部集成三/六自由度平台的数据模型和算法模型,通过接收上位机的三/六自由度 (X, Y, Z, α, β, γ)姿态数据进行相应的数学运算,进而计算出3/6只缸的伸长量。

  l 控制板带有TCP/UDP、CAN、RS-232、RS-485端口接收上位机来的状态信号(3个位移量X,Y,Z和俯仰角α,倾侧角β,转向角γ),转换成6台伺服缸的指令信号通过伺服控制,从而求得采样时刻运动平台在空间的实际姿态(3个位移量,3个转角),通过编码器反馈信号的解算,经高速采集至计算机完成计算,并实施数字式闭环控制。使6台电动缸同时协调动作构成平台运动的瞬时姿态。

  l 通过EtherCAT总线或者CANOpen总线与伺服驱动器通讯

  l 控制系统可实时调节控制板的控制参数,并存储,以适应不同变化的场景;

  l 采用双核处理器,六轴控制功能,CPU主频不低于120MHz,至少为32bit,并带有辅助运算的协处理器;

  l 带有A+/A-和B+/B-的差分信号输入反馈;

  l 板载具有可控制电机抱闸功能(同时带有线圈两极开路、短路,单级对地短路、对电源短路检测和保护功能);

  l 检测伺服驱动器的位置到达信号输入、扭矩过载信号输入、位置超差报警输入、故障报警信号输入、Z脉冲输入等功能;

  l 可控制驱动器的工作/休眠状态、脉冲清零输出、故障复位等功能;

  l 带有安全带未系提示(平台不工作)和座椅紧急开关功能;

  l 板载不少于8路电磁阀的驱动功能,具有开路、短路、接电源、接地的检测和保护功能。可作为特效输出。以及4路开关量输入,可用作紧急开关、安全带开关、座椅开关、投币器信号等功能。
 

  1.4.1 ACB510电动控制板图片

  资源介绍

  l 32bit 处理器*1

  l RS-485接口*1

  l RS-232接口*1

  l 电磁阀/继电器输出接口*16

  l 伺服电机驱动*6

  输入:两路磁性开关、编码器Z信号

  输出:脉冲、方向、使能、脉冲清零

  

  版本升级变化

  1.4.2 ACB520电动控制板图片

  ACB520版本和ACB510有以下不同

  l 特效从16路改到8路

  l 增加了4路信号输入(座椅开关,安全带开关,紧急开关等)

  l 增加了485级联,方便多套控制器之间的总线连接

  l 增加了驱动器报警检测输入
 

  1.4.3 ACB530电动控制板图片

  ACB530版本和ACB520有以下不同

  l 增加了一路CAN总线通讯接口

  l 减少了2路信号输入(实际可能不需要这么多的信号输入)

  l 减少了2路拨码开关调节

  l 增加了驱动器故障清除输出
 

  1.4.4 ACB540电动控制板图片

  

  ACB540版本和ACB530有以下不同

  l 增加了一颗CPU

  l 将磁性开关信号输入独立开来,不再共用一个接头和引线

  l 取消了特效输出

  l 增加了扭矩信号检测

  l 用户需注意接插件端子和定位孔与ACB530版本的细微调整
 

  1.4.5 ACB550电动控制板图片

  ACB550版本和ACB540有以下不同:

  l 将辅助CPU改成更快的64位高速处理芯片

  l 取消了Z脉冲的输入功能。使用采集脉冲更细致的编码器A+/A-和B+/B-的差分信号输入

  l 恢复了ACB540版本取消掉的电机抱闸控制(或者电磁阀、继电器特效控制)功能

  l 板子改成更合理的10*20cm尺寸,更优良的电气布局和EMC特性。但是用户需注意接插件端子管脚定义和定位孔与ACB530及ACB540版本的不同

  l 由于大部分驱动器没有扭矩值的模拟值实时输出,因此取消了扭矩信号的ADC输入功能

  l 增加了力矩到达信号输入

  l 增加了位置超差报警输入

  l 增加了脉冲清零输出,在快速到达目标位置的同时和以有效防止位置控制超调

  l 适当增大了DB15插座之间的间距,使得可以适合压胶接头

  l 由于采用了提取AB相的脉冲信号,可以精密的控制旋转平台,并使旋转平台具有360度连续的位置模式(详细控制方式和原理可参见《南京全控科技有限公司运动平台控制板_六(三)自由度姿态 X, Y, Z, α, β, γ_通讯协议.pdf》)和速度控制模式(分为速度反馈闭环和PWM信号开环两种)

  l

  指示灯解释:

  l Power1 LED:1#CPU供电,亮起表示供电正常

  l Power2 LED:2#CPU供电,亮起表示供电正常

  l Status1 LED:1#CPU状态指示灯,正常工作状态是1秒钟闪烁一次

  l Status2 LED:2#CPU状态指示灯,正常工作状态是不亮

  l Communication1 LED:1#CPU通讯指示灯,当接收到RS485信号时亮起

  l Communication2 LED:1#CPU通讯指示灯,当与2#CPU通讯成功时亮起

  l Communication3 LED:2#CPU通讯指示灯,正常工作状态是不亮
 

  1.4.6 ACB551电动控制板简介

  我公司在2016年1月正式推出了ACB551型电动平台运动控制卡,它仅为1自由度电动平台控制器,板子尺寸只有100*70mm,约为成年人的半个手掌大小。它主要用作在两轴/三轴/四轴旋转平台的多板级联使用,这样就使得滑环(导电环)只需要4路(两路AC220V,两路485信号)就够了,这样可以方便旋转平台的综合布置。

  其中保留了两路开关量输入通道,作为安全带开关和急停开关。

  其中ACB551的DB15接口定义和ACB550完全一致。

  ACB551单轴电动控制板图片

  

  控制器上面集成了如下的输入输出接口

  l 32bit 处理器*2

  l RS-485接口*1

  l RS-232接口*1

  l 伺服电机驱动*1

  l 电机编码器AB相脉冲信号采样*1

  l 磁性开关输入接口*2

  l 开关量输入接口*2

  l 拨码开关输入接口*4

  1.4.7 ACB530E电动控制板简介

  我公司在2017年4月正式推出了ACB530E型电动平台运动控制卡,它作为ACB530的升级版,板子尺寸和安装定位孔与ACB550完全相同,为10*20cm,
 

  ACB530E网络型电动控制板图片

  

  除了ACB530的端口以外,ACB530E额外增加了如下的输入输出接口

  l RJ45 LAN接口*1

  l RJ45 WAN接口*1

  l RP-SMA-KE外螺内针天线插座

  l RS-485接口*1

  l RS-232接口*1(公头,和PC串口定义完全一致)

  l Wi-Fi LED指示灯*1

  l Wi-Fi设置按键*2

  除此以外,ACB530E的接口定义和ACB530完全一致。
 

  1.4.8 ACB5xx 控制板工作原理

  当控制板通电时,程序延迟5秒钟(保证驱动器可靠上电)后进入到自动寻位阶段,

  下面以ACB530控制板来举例。ACB530控制板上有三个指示灯,分别是红色的电源指示灯、绿色的工作状态指示灯和黄色的通讯状态指示灯。控制板正常的状态是:红色电源灯常亮,绿色工作灯闪烁(闪烁频率大概在1Hz左右),如果有RS-485通讯,黄色通讯灯也会常亮(建议数据包频率不小于2Hz),如果通讯灯出现闪烁,这就表明可能有数据包丢失,应该检查通讯线缆或者RS232-RS485转换器是否出现故障。

ACB530控制板正常工作图片

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