摘 要：闡述了網(wǎng)絡控制的原理和特點，分析了目前比較先進的基于VC分布式組件技術(DCOM技術)的網(wǎng)絡控制應用方法，并以多軸運動控制器GT-400-SV為例，介紹其編程方法與應用。
關鍵詞：網(wǎng)絡控制；多軸運動控制器；DCOM
1引言
隨著計算機技術以及網(wǎng)絡技術的發(fā)展，尤其是Internet/Intranet的普及，人們對工業(yè)系統(tǒng)的過程控制提出了越來越高的要求，控制應當不僅僅局限于現(xiàn)場控制，它們應該與網(wǎng)絡技術尤其是Internet/Intranet技術相結合，通過它們遠程對實際控制系統(tǒng)進行監(jiān)控。網(wǎng)絡控制的應用非常廣泛，如遠程控制數(shù)控機床、遙作機器人。另外對于工作在有毒、有害、有危險的環(huán)境下的控制系統(tǒng)更具有實際意義。
2基于Internet的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)
網(wǎng)絡控制，即網(wǎng)絡化的控制，是指在某個區(qū)域內(nèi)一些現(xiàn)場檢測、控制及操作設備和通信線路的集合中，用以提供設備之間的數(shù)據(jù)傳輸，使該區(qū)域內(nèi)不同地點的用戶實現(xiàn)資源共享和協(xié)調(diào)操作。網(wǎng)絡控制系統(tǒng)具有如下特點：
(1) 網(wǎng)絡化結構。它支持如總路線型、星型、樹型等拓撲結構，與分層控制系統(tǒng)的遞階結構相比，顯得更加扁平與穩(wěn)定。
(2) 智能化節(jié)點。帶有CPU的智能化節(jié)點之間通過網(wǎng)絡實現(xiàn)信息傳輸和功能協(xié)調(diào)，每個節(jié)點都是組成網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的1個細胞，且具有各自相對獨立的功能。
(3) 更好、更完全地實現(xiàn)了ISO7層模型，大大提高網(wǎng)絡的可靠性。網(wǎng)絡化結構使原先由中央控制器實現(xiàn)的任務下放到智能化現(xiàn)場設備上執(zhí)行，這使危險因素得到分散，從而提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。在網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中，各節(jié)點都是智能體，具有計算、分析、處理和通信的能力，能對其管轄范圍內(nèi)發(fā)生的事件做出反應并提供控制。
(4) 混合的通信媒介?？梢允褂秒p絞線、同軸電纜、光纖、無線電射頻、紅外線等等。
基于Internet/Intranet的分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，就是將自動控制技術和Internet/Intranet技術相結合，使控制系統(tǒng)網(wǎng)絡和Internet/Intranet網(wǎng)絡互連，從而實現(xiàn)現(xiàn)場控制信息在Internet/Intranet上實時共享和在Internet/Intranet上對現(xiàn)場設備功能的在線編程。
3多軸運動控制器GT\|400\|SV
GT-400-SV是固高公司開發(fā)的高性能伺服運動控制器，它可以同步控制4個運動軸，實現(xiàn)復雜的多軸協(xié)調(diào)運動。其核心由ADSP2181數(shù)字信號處理器和FPGA組成，實現(xiàn)高性能的控制計算。它廣泛應用于包括機器人、數(shù)控機床、裝配線等領域。
GT-|400-SV運動控制器以IBM\|PC及其兼容機為主機，提供標準的ISA總線或PCI總線，方便用戶配置系統(tǒng)硬件。該運動控制器提供C語言函數(shù)庫，實現(xiàn)復雜的控制功能，用戶能夠將這些控制函數(shù)靈活地與自己控制系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)處理、界面顯示、用戶接口等部分集成在一起，建立符合特定應用要求的控制系統(tǒng)。
PC機通過主機通訊接口與GT-400-SV運動控制器交換信息。包括向運動控制器發(fā)出運動控制指令，并通過該接口獲取運動控制器的當前狀態(tài)和相關控制參數(shù)。運動控制器完成實時軌跡規(guī)劃、位置閉環(huán)伺服控制、主機命令處理和控制器I/O管理。運動控制器通過編碼器接口，獲得運動位置反饋信息，通過4路模擬電壓輸出（或脈沖輸出）接口，控制伺服電機實現(xiàn)主機要求的運動。
運動控制器還提供8路限位開關（每軸2路）輸入，4路原點開關（每軸1路）輸入，4路伺服電機驅動器報警信號（每軸1路）輸入，4路伺服電機驅動器使能信號（每軸1路）輸出，4路伺服電機驅動器復位信號（每軸1路）輸出以及16路通用數(shù)字量輸出接口、16路通用數(shù)字量輸入接口。實現(xiàn)復雜靈活的運動控制。
4VC環(huán)境下的網(wǎng)絡控制應用
基于VC的網(wǎng)絡控制二維教學系統(tǒng)的硬件結構圖，如圖1所示。

遠程控制端主機通過局域網(wǎng)或Internet控制與工作站連接的二維教學平臺的動作。各工作站帶有PCI總線接口的GT-400-SV多軸運動控制器，用以控制二維平臺。運動控制軟件包括2個部分：遠程控制模塊和工作站服務模塊。
4.1遠程控制與通訊
遠程機的控制界面，如圖2所示。它控制2臺異地平臺的運動，可分別獨立控制各平臺的畫圓、橢圓、五角星等操作。工作站與控制機之間為Server/Client模式，工作站為服務器，控制機為客戶。兩者之間的通信基于VC的分布式組件(DCOM)技術，如圖3所示。工作站上的1組運動程序形成1個組件?？刂瞥绦虻南鄳僮魍ㄟ^基于分布式COM協(xié)議的網(wǎng)絡調(diào)用該組件的接口，從而執(zhí)行1組特定的運動程序。同時與各工作站相連的電機的運動位置信息，定期(如20ms)返回到控制主機，這樣，在控制主機上可以實時監(jiān)控各平臺的運動情況。整個控制軟件的模塊流程，如圖4所示。

4.2工作站運動控制程序
由于GT\|400\|SV提供完整的C語言靜態(tài)庫(GT400.LIB)和動態(tài)鏈接庫(GT400.DLL)庫文件，通過VC編寫多軸運動控制器的運動程序較為方便。以下為部分GT\|400\|SV多軸運動控制器的設置和運動的代碼。
4.2.1多軸運動控制器初始化(其中error()為自定義報錯函數(shù))
rtn=GT-Open();error(rtn);//打開控制卡
rtn=GT-Reset();error(rtn);//總復位
rtn=GT-SetSmplTm(162);error(rtn);//設置伺服時間為162μs
rtn=GT-EncSns(3);error(rtn);//設置編碼方式
rtn=GT-LmtSns(0);error(rtn);//設置限位開關有效電平為高電平時觸發(fā)
rtn=GT-SetIntrTm(1000);error(rtn);//設置控制器定時中斷的時間常數(shù)
rtn=GT-Axis(1);error(rtn);//選定控制軸1為當前軸
rtn=GT-SetKp(10);error(rtn);//比例增益
rtn=GT-SetKi(2);error(rtn);//積分增益
rtn=GT-SetKd(60);error(rtn);//微分增益
rtn=GT-Update();error(rtn);//使以上參數(shù)設置有效
rtn=GT-PrflS();error(rtn);//S運動控制模式
rtn=GT-ClrSts();error(rtn);//清狀態(tài)寄存器
rtn=GT-AxisOn();error(rtn);//控制軸1閉環(huán)
4.2.2部分運動代碼(radius的值由界面輸入)
#define COEF 10000
double cnt1[5]={c1,0,0,0,0};
double cnt2[5]={0,c2,0,0,0};
rtn=GT-MapAxis(1,cnt1);//從控制軸到坐標系的映射
rtn=GT-MapAxis(2,cnt2);
rtn=GT-StrtList();//開始緩沖區(qū)命令輸入
rtn=GT-MvXY(radius*COEF,0,7,0.001);//以指定的速度和加速度運動到指定位置
rtn=GT-ArcXY(radius*COEF,radius*COEF,-360);//畫橢圓
rtn=GT-LnXY(COEF,0);
rtn=GT-LnXY(0,0);//回原點
rtn=GT-EndList();//結束緩沖區(qū)命令輸入
rtn=GT-StrtMtn();//開始緩沖區(qū)命令執(zhí)行
5 結束語
基于VC下的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)接口，友好、操作簡單，并且穩(wěn)定性好、可靠性高。它具有極為廣泛的應用領域，可應用于遠程控制多自由度機器人，構建網(wǎng)絡機床數(shù)控系統(tǒng)等。