基于PC及TwinCAT3 PLC的开放式数控系统设计与实现

针对数控系统高精度,实时性,智能化要求高的特点。设计并实现基于PC及TwinCAT3 PLC的EtherCAT实时以太网开放式数控系统。数控系统在基于PC的上位机中通过MFC设计人机交互界面,实现非实时性功能模块开发。在基于TwinCAT3 PLC的下位机中,利用ST编程语言实现实时性功能模块开发。上位机与下位机之间通过ADS通讯实现数据交换,下位机与伺服控制系统之间通过EtherCAT实时以太网总线通讯。该数控系统避免了EtherCAT主站和从站通讯系统的设计与开发,系统稳定性及可靠性较高;在TwinCAT3 PLC中自主开发实时位置控制算法及速度优化算法,避免了使用TwinCAT3 NC、CNC标准模块带来的附加成本,系统具有较高开放性。数控系统在PLC中利用COE(CANopen over EtherCAT)协议中的CSP(周期同步位置模式)控制模式实现了两轴直线及圆弧实时位置控制,系统通讯周期达到1ms,各从站伺服驱动器时间同步误差小于1us,满足数控系统实时控制的要求。