基于PCI+DSP+FPGA的数控切割机控制系统

摘要

本发明提供的基于PCI+DSP+FPGA的数控切割机控制系统，包括嵌入式工业控制计算机、运动控制卡、I/O接口板、人机通讯设备和数控管理模块，其中嵌入式工业控制计算机与交流伺服电机及其驱动装置构成伺服闭环系统，并与运动控制卡通过PCI总线相连接，运动控制卡包括DSP、FPGA和PCI接口，DSP、FPGA、PCI接口与嵌入式工业控制计算机依次相连接。数控管理模块在Windows系统平台上实现运动控制卡、I/O接口板的PCI总线驱动、I/O接口板的监控和诊断，以及数控系统的图形用户界面、文件管理系统和人机交互。其优点在于：系统稳定性好，运算能力强，处理速度快，结构简单，各组成部分相对独立，与现行的控制系统相比，不仅性能提高、成本降低，而且装配、使用、升级极为简单。

主权项

一种基于PCI+DSP+FPGA的数控切割机控制系统，包括被控切割机系统的继电器、限位开关和交流伺服电机及其驱动装置，其特征在于，还包括嵌入式工业控制计算机、运动控制卡、I/O接口板、人机通讯设备和数控管理模块，其中：所述嵌入式工业控制计算机与交流伺服电机及其驱动装置构成伺服闭环系统，并与所述运动控制卡通过PCI总线相连接，所述运动控制卡包括DSP、FPGA和PCI接口，所述DSP、FPGA、PCI接口与所述嵌入式工业控制计算机依次相连接，所述运动控制卡安插在所述嵌入式工业控制计算机内部的PCI槽上；所述嵌入式工业控制计算机与所述I/O接口板通过PCI总线相连接，所述I/O接口板读入限位开关信号，输出燃气点火、预热处理、割炬升降、钢板穿孔、弧压开关的继电器开关量信号，所述I/O接口板安插在所述嵌入式工业控制计算机内部的PCI槽上；所述嵌入式工业控制计算机与所述人机通讯设备通过显示器LCD/VGA接口、闪存盘USB接口、PS/2键盘接口和软盘驱动器相连接，所述显示器LCD/VGA接口、闪存盘USB接口、PS/2键盘接口和软盘驱动器在所述嵌入式工业控制计算机的主板上；所述数控管理模块安装在嵌入式工业控制计算机上，在Windows系统平台上实现所述运动控制卡、I/O接口板的PCI总线驱动、I/O接口板的监控和诊断，以及数控系统的图形用户界面、文件管理系统和人机交互；所述I/O接口板通过PCI总线从所述嵌入式工业控制计算机接受控制命令，然后将这些命令通过FPGA传送给所述DSP执行，所述DSP作为运动控制单元完成对所述交流伺服电机及其驱动装置包括直线和圆弧线段的插补、多轴同步运动、速度控制、线段预处理的输出控制，同时所述DSP通过FPGA将切割过程中的数据信息由所述I/O接口板反馈到所述嵌入式工业控制计算机，实现所述嵌入式工业控制计算机和运动控制卡的数据双向传输。