关于电机控制那些事

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昨天听了一个线站控制方面的报告，后来因为各种事提问环节就没有听完。关于该光源二期的建设还在延用VME机箱控制电机的计划实在不能接受，后面讨论的热烈，就没再插嘴了。

提到电机控制，真是几场酸辛累，掉进了好几次坑，还为单位捅过一次大漏子（这件事以后专门发文说吧），不过经历了这么多事，至少以后的过程中保证能不再掉进曾经掉过的坑，电机控制，自我感觉还是有些经验值得分享的。

我做的工作是束测，有很多部件需要电机或气缸驱动着运动，比如看束流光斑的Flag（需要看的时候插进去挡住束流，不看的时候提出来），能量狭缝（一条缝拦截束流，需要能控制缝的宽度和位置），刮束器（刮掉一部分束流，用来保护下游的设备，比如波荡器，束流常年打在上面会引起退磁化），还有很多需要远程调节的机构。我刚到实验室时，所有的Flag都是气缸驱动，后来都被我换成了交流电机驱动，气缸这个东西冲击力大，而且现场需要通气，能不用最好不用。

束测一般涉及到的机构都不需要太大的驱动力，驱动电流3A以下就够了。我喜欢用普通的交流电机和两相式步进电机，主要是因为接线简单，交流电机一根3芯线就可以了，两相步进电机用9针的串口头。交流电机把两端常闭的行程开关分别串接到两个方向的回路里；步进电机除了两端的行程开关外，最好再加两个双刀常闭开关，把两个开关都串接到电机两个线圈的回路里。控制器的逻辑设置错误或者驱动器故障等等都可能让机构误走，即使撞到开关还继续走的情况，上面的措施能从电气上断电，可以避免意外情况的发生。

伺服电机一般不需要，还有就是需要的线很多，距离不能太远，就没有尝试过，不过以后也许会试试。我用过的不超过3A驱动电流的两相步进电机，一般的EAT-6网线就够了，用过的100米也足够能驱动（看驱动器，如果需3A，驱动能力指标不能仅仅3A，至少4~6A），更远的没用到，没试过。

电机控制，以前需要插PCI卡在电脑里，再做个机箱把端子板和驱动器装进去，后来有网络接口的控制器就方便了，控制器和驱动器放在一个机箱里，连上网线就可以控制了，以前用过众为兴的ADT-8860（6轴），后来红外项目有14个电机需要控制，后来找到正运动的ZMC316，可以控制15轴，一个4U机箱就搞定了：

只有七个驱动器？实际上层7个，下层8个，靠杆子连接固定的。线很乱是不是？而且结构不太合理，这是这个控制器做的第一个机箱，所有的连线，接头，包括网线两端的串口接头都是我一个个螺丝手拧的，那时候拧的手指头起泡也乐此不疲。后来因为线太乱，又亲自做了个机箱：

这样规整的分3层，看起来好了些，不过还是不满意，以后找专业的再做两个。可惜这个机箱没上线，用的驱动器驱动能力不够，电机转不动，只能用做平时近距离调试，上线的还是用的做的第一个机箱。

以前新建光源，大家互相学来学去，特别是向国外学习，别人用什么，我们就用什么。不过以后再建，除了光源之间的交流，我觉得更重要的是向产线、工厂、核电站、国家电网等等中国大的龙头企业学习，看看他们在用什么国产的大规模IO控制，电机控制方案，如果这些核心依赖进口就完蛋了。中国制造现在已今非昔比，这些龙头企业大批量的国产装备都在很好的应用，各种产线复杂的应用环境，机器人多轴联动等等都经历过实战考验，比光源的应用场景复杂多了，为什么还要守着老的技术不放，照搬国外的方案呢？