摘 要：闡述了網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：網絡控制；多軸運動控制器；DCOM
1引言
隨著計算機技術以及網絡技術的發展，尤其是Internet/Intranet的普及，人們對工業系統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場控制，它們應該與網絡技術尤其是Internet/Intranet技術相結合，通過它們遠程對實際控制系統進行監控。網絡控制的應用非常廣泛，如遠程控制數控機床、遙作機器人。另外對于工作在有毒、有害、有危險的環境下的控制系統更具有實際意義。
2基于Internet的網絡控制系統
網絡控制，即網絡化的控制，是指在某個區域內一些現場檢測、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據傳輸，使該區域內不同地點的用戶實現資源共享和協調操作。網絡控制系統具有如下特點：
(1) 網絡化結構。它支持如總路線型、星型、樹型等拓撲結構，與分層控制系統的遞階結構相比，顯得更加扁平與穩定。
(2) 智能化節點。帶有CPU的智能化節點之間通過網絡實現信息傳輸和功能協調，每個節點都是組成網絡控制系統的1個細胞，且具有各自相對獨立的功能。
(3) 更好、更完全地實現了ISO7層模型，大大提高網絡的可靠性。網絡化結構使原先由中央控制器實現的任務下放到智能化現場設備上執行，這使危險因素得到分散，從而提高了系統的可靠性和安全性。在網絡控制系統中，各節點都是智能體，具有計算、分析、處理和通信的能力，能對其管轄范圍內發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的分布式網絡控制系統，就是將自動控制技術和Internet/Intranet技術相結合，使控制系統網絡和Internet/Intranet網絡互連，從而實現現場控制信息在Internet/Intranet上實時共享和在Internet/Intranet上對現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，實現復雜的多軸協調運動。其核心由ADSP2181數字信號處理器和FPGA組成，實現高性能的控制計算。它廣泛應用于包括機器人、數控機床、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，方便用戶配置系統硬件。該運動控制器提供C語言函數庫，實現復雜的控制功能，用戶能夠將這些控制函數靈活地與自己控制系統所需的數據處理、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。
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和相關控制參數。運動控制器完成實時軌跡規劃、位置閉環伺服控制、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路通用數字量輸出接口、16路通用數字量輸入接口。實現復雜靈活的運動控制。
4VC環境下的網絡控制應用
基于VC的網絡控制二維教學系統的硬件結構圖，如圖1所示。

遠程控制端主機通過局域網或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協議的網絡調用該組件的接口，從而執行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語言靜態庫(GT400.LIB)和動態鏈接庫(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)
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
rtn=GT-SetIntrTm(1000);error(rtn);//設置控制器定時中斷的時間常數
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);//使以上參數設置有效
rtn=GT-PrflS();error(rtn);//S運動控制模式
rtn=GT-ClrSts();error(rtn);//清狀態寄存器
rtn=GT-AxisOn();error(rtn);//控制軸1閉環
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();//結束緩沖區命令輸入
rtn=GT-StrtMtn();//開始緩沖區命令執行
5 結束語
基于VC下的網絡控制系統接口，友好、操作簡單，并且穩定性好、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，構建網絡機床數控系統等。