开放式体系结构的数字控制器具有灵活的软硬件结构,可以方便地进行软硬件的更新换代,也是适应FMS、CIMS环境控制器的最理想的结构,代表了数字控制技术的发展方向。而基于PC的数字控制器是当今开放式体系结构控制器研究的热点。PC机进入数字控制领域,极大地丰富了数字控制系统的软硬件资源,有利于实现总线式、模块化、开放化的数字控制系统,使其具有很高的性能价格比。 本文系统、全面地对开放式体系结构控制器进行了研究,分析了国内外开放式数字控制器的研究进展和在PC平台上实现开放式控制器的发展现状,并对基于PC平台的开放式数字控制器的硬件模块和软件结构进行了方案设计,给出了软硬件结构参考模型。为了保证开放式数字控制器的可靠性,本文研究了故障诊断技术在数字控制器上的应用,提出了用于开放式控制器的分布式结构故障诊断系统的参考模型。 结合现有条件,本文采用市售的MCT8000F4运动控制器、IPC、AD、DA卡等构建了一个基于运动控制的开放式数字控制器硬件平台。此控制器的构建综合考虑了系统的重构、扩充、互联、移植等要求,除充分的利用了PC现有的软件、硬件成果外,还综合考虑到控制性能需要,采用了主从式多机结构,即上位机采用工控机,下位采用PLC和DSP运动控制器组成的网络,使此系统不仅具有很好的可扩展性,网络互连能力强,开发工具丰富等特点,而且具有高实时性,高速高精度的特点,可以满足工业中各种控制环境的需求。将这一控制器应用到“航空有机玻璃双向拉伸机”项目中,满足设计任务书中所要求的各项指标,取得了预期的效果。