PMAC教材
1.PMAC控制卡及泰道公司简介
1.1PMAC控制卡
PMAC是可编程多轴控制器(Programmable Multi-Axis Controller)的简称，是美国泰道(Delta Tau Data Systems, Inc )公司生产的功能强大的运动控制器，PMAC是目前世界上功能最强的运动控制器，同时也是当前开放式数控系统控制器的突出代表
1.2泰道公司介绍
泰道公司拥有三十多年丰富的运动控制经验，是首屈一指的创新型、高性能机器控制专家，拥有全球数百万轴的惊人控制能力；自从上世纪90年代初推出第一款基于DSP的8轴的PMAC产品，每三年左右便会推出一款新的产品，如今最新的第七代产品Power PMAC(基于Power PC)已达到惊人的256轴的控制能力。
1.3应用范围
由于其灵活的结构和开放性的编程接口，PMAC有着非常广泛的从最简单的到最复杂的应用，如半导体制造、航空、通用自动化、机器人控制、半导体生产线自动化、各类数控机床、医药设备、各种测量和定位机具、包装生产流水线自动化等等。以下是在一些公司中
1.4PMAC特性
PMAC是一台具有独立内存、独立运算操作能力的计算机，采用泰道独有的实时内核（基于DSP的卡）或实时Linux操作系统(基于Power PC的卡)通过存储在自己内部的程序进行单独的操作；它还是一台实时的、多任务的计算机，能自动对任务进行优先等级判别，先执行优先级高的任务。PMAC既可以独立工作亦可按主机的命令进行工作，它和主机的
通讯可以通过串行口也可以通过总线进行，通过总线通讯时，还可以将中断信号引入主机，从而实现非常灵活有效的控制系统。
PMAC可以通过灵活的类似Basic的高级语言(Power PMAC还可以用C语言)控制多轴运动，提供了运动控制、可编程逻辑控制、同主机交互等基本功能；并具有各种现场总线和多种反馈装置接口。
PMAC的最大特点是开放性。允许用户根据自己的用途使用内部寄存器。PMAC的编码器反馈地址、A/D和I /O与内部寄存器一样是统一编址，可以像使用PMAC其它内存一样来操作编码器反馈、A/D和I/O，使用非常方便。内部寄存器和A/D、I/O的地址既可以使用PMAC的默认值，也可以由用户重新定义，以满足不同的需要。
以下是一些基本功能：
?多轴插补联动
?可同时运行多个运动程序和PLC程序
?多种插补方式和Ｓ曲线加减速
?空间任意平面刀具半径补偿
?螺距补偿、反向间隙补偿和力矩补偿
?高速高精度位置捕捉（25ns）和位置比较(100ns)
?Ｇ、Ｍ、Ｔ、Ｄ代码
?电子齿轮和电子凸轮
?运动程序旋转缓冲区
?时基控制
1.5PMAC相关资源
1.5.1官方网址
泰道总部：https://www.sodocs.net/doc/9f3323247.html,
泰道中国分公司：https://www.sodocs.net/doc/9f3323247.html,
1.5.2手册及相关资料
所有手册：https://www.sodocs.net/doc/9f3323247.html,/Manuals/default.aspx
技术笔记：
https://www.sodocs.net/doc/9f3323247.html,/common/support/technotes/technotes.asp?connectionStr=release
应用实例：https://www.sodocs.net/doc/9f3323247.html,/common/support/appex.asp?connectionStr=release
1.5.3技术热线和Email
请访问相关网址。
1.5.4论坛和群
论坛：https://www.sodocs.net/doc/9f3323247.html,/
https://www.sodocs.net/doc/9f3323247.html, 里的PMAC讨论区
群：QQ 114989406
2.PMAC分类及型号说明
2.1按内核功能划分
主要有Non-Turbo PMAC, Turbo PMAC，Turbo PMAC2和Power PMAC。
2.1.1Turbo PMAC和Non-Turbo PMAC的区别
Non-Turbo PMAC是最早生产的PMAC，在90年代初期生产，其功能相对较弱，已经停产；Turbo PMAC是Non-Turbo PMAC的升级产品，在90年代中后期生产保持了向前兼容的特性，但本身也相对较老。Turbo PMAC也叫PMAC 1型卡，Turbo PMAC和Non-Turbo PMAC的主要区别如下：
?32轴vs. 8轴
?16坐标系vs. 8坐标系
?具正逆解功能
?具前瞻算法
?32,768个用户变量vs. 4096个用户变量
?支持同时多个接口通讯
2.1.2Turbo PMAC和Turbo PMAC2的区别
Turbo PMAC2也叫PMAC2型卡，其与Turbo PMAC的主要区别在于伺服接口芯片和一些用于设置相关特性的固件功能。PMAC 2 型伺服芯片可以对驱动控制器软硬件的主时钟信号进行编程配置，PMAC 1型芯片不具有此功能。
这些功能意味着在Turbo PMAC2为核心的控制卡上，用户可以根据需求任意配置伺服环、电流环以及PWM的频率；这一点非常重要，因为不同的控制对象其动态响应特性相差很大。例如，对一个20KW的伺服电机，1KHZ的伺服环比较合适；而对只有5W的特种伺服电机，伺服环频率可能要求在10KHZ以上。
PMAC2型卡目前在市场是主流产品，但逐渐会被Power PMAC取代。
2.1.3Power PMAC
在Power PMAC以前的PMAC产品都是基于Motorola的DSP，内核采用泰道特有的实时内核，伺服接口芯片为DSPGATE1或DSPGATE2；Power PMAC采用嵌入式Power PC作为处理器并采用实时Linux操作系统，伺服接口芯片采用DSPGATE3。由于采用浮点芯片替代整数芯片，计算能力获得了质的提升。显著的表现是最大轴数由32轴提高到了256轴。
采用Power PMAC为内核的产品保持了向前兼容性，意味着以前采用Turbo PMAC2为内核的产品可以被无缝的替换掉。
2.2按架构划分及型号说明
主要分为板级产品、系统级产品和现场总线产品。
2.2.1板级产品
总线级插卡产品：
型号：Turbo PMAC PCI, Turbo PMAC Lite PCI, PMAC Mini PCI, Turbo PMAC VME,
PMAC2A PC/104,
分别支持PCI、ISA、VME和PC104总线，作为插卡直接插到计算机或其他控制设备的插槽中，由计算机或控制设备供电，离开计算机及相关设备无法独立运行。
VME PC/104 PCI
●独立板卡产品：
型号：Turbo PMAC Clipper
采用串口、USB或者以太网和上位机进行通讯，需要独立的电源进行供电，可以独立于计算机运行；成本较低，目前是中国市场上销售量最大的产品。
Clipper
2.2.2系统级产品
●UMAC：
型号：Turbo UMAC、Power UMAC
UMAC是泰道公司系列产品中的旗舰级产品，独立于计算机运行，采用积木式框架结构(3U标准)，支持包括各种编码器、现场总线、驱动器、AD/DA 和I/O的扩展，能在最高层次上满足用户的要求；
例如：
◆用户因为升级原因，需要用正余弦编码器取代正交编码器，只需要将原来
的接口卡拔出，换成对应的正余弦接口卡即可。
◆用户需要用Power PMAC控制卡，只需将原来的Turbo PMAC 控制卡直接
替换既可以。
Turbo UMAC
●智能多轴伺服器
型号：Geo Brick、Geo Brick LV
Geo Brick 是集成了PMAC内核的多轴(4~8)驱动器，独立于计算机运行，可以完全取代原来的控制器+伺服器结构，并提供紧凑(四轴体积：144m m×178mm×391mm,重量：4.4Kg，功率：2KW/轴)的系统级解决方案；是数控机床集成商的理想的选择。
Geo Brick(90~240V AC) Geo Brick LV(12~80VDC)
●数控系统
型号：Advantage400、Advantage900
泰道的CNC产品，操作界面类似西门子840D；硬件上配合UMAC或者Clipper（需
要双端口RAM 选项）使用。
Advantage 900
2.2.3 MACRO 现场总线产品
型号： Turbo PMAC2 PCI Ultralite 、Turbo PMAC2 VME Ultralite 、Turbo PMAC2 Ethernet Ultralite, UMAC MACRO CPU 。
泰道采用MACRO 作为伺服器和控制器之间的现场总线，介质既可以采用光纤，也可以采用RJ45。
3. 典型运动控制卡介绍
这里介绍用途最广泛的Clipper 和最新产品Power UMAC 。
3.1 Clipper
Clipper 是基于Turbo PMAC2内核的一款大众型产品，结合了4轴全功能运动控制（脉冲加方向、模拟量和全数字PWM 输出于一体）32路本地数字I/O 、可任意扩展多至2048路远达百米的远程数字I/O 、8路12位/16位可选ADC 输入、4路额外12位+/-10V DAC 输出和两路手轮通道。
Clipper 的主要功能及特点：
? ４轴插补联动（单轴伺服频率最高30kHz) ? 所有轴都可以独立运行或联动
? 可同时运行16个运动程序和64个PLC 程序 ? 简单易用的高级语言编程
? 直线、圆弧、样条和ＰＶＴ插补 ? Ｓ曲线加减速和动态前瞻控制 ? ２Ｄ和３Ｄ坐标平移和旋转 ? 非直角坐标系嵌入式正逆解 ? 空间任意平面刀具半径补偿
? 螺距补偿、反向间隙补偿和力矩补偿
? 高速高精度位置捕捉（25ns ）和位置比较(100ns)
? 共振抑制（高频陷波、中频前置滤波、低频电子惯量）
MACRO Fiber Optic Ring
?用户自定义伺服算法
?龙门双驱交叉耦合自动纠偏
?Ｇ、Ｍ、Ｔ、Ｄ代码
?伺服环级联（张力控制、自动调高等）
?Ａ／Ｂ相正交编码器１／Ｔ细分
?电子齿轮和电子凸轮
?运动程序旋转缓冲区
?时基控制
?可连接全数字直接PWM驱动器
Clipper最多可以扩展到32轴，每四轴需要添加一款扩展卡。
3.2Power PMAC
Power PMAC作为泰道的最新产品，其功能异常强大，主要表现如下：
●卓越的运算能力：
256轴插补联动（所有轴可以独立运行，伺服频率1~120KHZ）
128个坐标系（数控中的通道），每个坐标系支持32轴
同时运行16个运动控制程序、32个实时PLC（扫描时间可调，最高可达5us）和32个后台PLC（扫描时间小于100us）
64位浮点运算
●杰出的运动控制功能：
直线、圆弧(椭圆、螺旋、螺纹)、样条和PVT插补，回转体表面和球体表面加工
基本S曲线加减速和任意曲线加减速（可限制加加速度）
超前读和超前读回溯
电子齿轮和电子凸轮（时基控制）
高速高精度位置捕捉（25ns）和位置比较(100ns)
非直角坐标正逆解：斜轴功能、刀具中心控制、刀具端和机械手控制
Ｇ、Ｍ、Ｔ、Ｄ代码执行并可定制
动态2D或3D平面空间旋转变换
各种1D,2D和3D的补偿表（一阶或三阶插值）：螺距补偿、反向间隙补偿、形变补偿和力矩补偿
任意平面刀具半径补偿
A/B相正交编码器12位硬件1/T细分
运动程序旋转缓冲区
●强劲的特殊功能：
伺服环级联：张力控制、自动调高等
共振抑制：高频陷波、中频前置滤波、低频电子惯量
用户自定义伺服算法和换相算法（C语言或脚本语言），支持Matlab，Simulink产生C 代码直接下载到伺服环
龙门双驱交叉耦合自动纠偏
●灵活的开发环境：
专用脚本语言和C/C++语言直接编程，提供接口用其他高级编程语言（VB,C#...）编程用户界面二次开发和第三方应用程序开发
内置的编辑器和调试器
内嵌实时的Linux系统支持任何开源程序
内置支持FTP和HTTP的网络服务器
●完善的接口：
反馈：内置正交编码解码和多种串行编码器(SSI, EnDat, Yaskawa…)解码功能，提供旋转变压器激励、正余弦编码16位插值
输出：模拟量、脉冲方向、四相PWM，或通讯速率高达1.25Gbps的MACRO2现场总线
控制对象：交流/直流无刷、直流有刷、感抗、直线、步进、音圈和压电陶瓷电机以及液压装置
●多样的通讯方式：
多种现场总线：ProfiBus, Devicenet, CANopen, ControlNet, CC-Link, Ethercat
100兆/1000兆以太网和USB2接口，每秒中实现5千运动控制数据包处理
4.典型运动控制卡使用说明
泰道中国分公司将Clipper作为内核，根据中国用户的特性进行本土化工作推出了IMAC400。IMAC400在工业级的外壳中完全光电隔离Clipper，大大提高了控制系统的整体稳定性和可靠性。不仅降低了接线的复杂性，完全屏蔽的工业插头和外壳也大大提高系统的抗干扰能力，最大限度地降低维护及维修成本。
现以IMAC400为例进行使用说明：
1)用户在拆箱后检查IMAC 400的配件是否齐全，全部配件包括：
2)检查IMAC 400侧面标签上的OPT选项是否和订货时所要求的一致
3)IMAC CD上有调试软件PEWIN32PRO2，建议用户在Windows XP系统下安装该
软件。
4)软件安装完成以后，把IMAC 400用交叉网线和用户电脑连接起来，连接完成后给
IMAC 400上电。
5)IMAC 400上电试运行。用户接入220V交流电源和+24V直流电源，观察A+5V、
A+12V、A-12V、D+5V这四个电源指示灯是否正常点亮，风扇是否能正常工作。
6)IMAC 400默认的IP地址是192.6.94.5，用户需要把电脑的IP地址修改为192.6.94.x,
其中x不能是5，否则会造成IP冲突。
7)打开PEWIN32 PRO2软件，配置以太网通讯。在PMAC Devices中新建ETH0，配
置IP为192.6.94.5，配置完成后点击OK。
8)通讯成功后，用户可以进行出厂程序测试。打开文件窗口选择TXT文件，在\IMAC
400 CD\IMAC 400概述目录下选择“出厂测试程序.TXT”文件，点击黄色箭头下
载到IMAC 400中，然后在Terminal窗口中输入以下指令：
enaplc1
i5=2
&1b1r
此时用户可以在Position窗口上观察到4个轴的位置和速度变化。为防止误操作，测试完成后用户需要将以上测试程序用“$$$***”指令清除，然后输入“sav”指令保存。
警告：
1、出厂程序仅供用户测试裸机使用，严禁带电机操作。
2、测试结束后必须使用“$$$***”指令清除该程序，然后输入“sav”指令保存。
9)一切正常后，请参考用户手册进行IMAC400和伺服器间的接线；软件的使用请参
考随机光碟中的软件手册或者到官方网站下载对应的手册。
5.典型应用实例分析
5.1Clipper或IMAC400连接驱动器力矩模式配置及简单程序实例
Close
Delete Gather
;设置DSPGATE的相关频率
I7000 = 1001 ;PWM frequency 29.4kHz, PWM 1-4
I7001 = 5 ;Phase Clock 9.8kHz
I7002 = 3 ;Servo frequency 2.45kHz
I7003 = 1746 ;ADC frequency
I10 = 3421867 ;Servo interrupt time
;设置一号电机
I102 = $78002 ;Command Output Address
;Position Feedback
I7010 = 3 ;Closed loop, X4 CCW
I7016 = 0 ;Output mode: PWM
I169 = 1001 ;DAC limit 10Vdc
I100=1 ;To activate motor
;Example PID Gains
I130=10000 ;P gain = default
I131=3000 ;D gain = default
I132=3000 ;VFF = default
I133=0 ;I gain = default
I134=1 ;I mode = default
I135=0 ;AFF = default
I124=$120001
#1hmz
;设置二号电机
I200=1 ;To activate motor
I202 = $7800A ;Command Output Address ;Position Feedback
I7020 = 3 ;Closed loop, X4 CCW
I7026 = 0 ;Output mode: PWM
I269 = 1001 ;DAC limit 10Vdc
;Example PID Gains
I230=10000 ;P gain = default
I231=3000 ;D gain = default
I232=3000 ;VFF = default
I233=0 ;I gain = default
I234=1 ;I mode = default
I235=0 ;AFF = default
I224=$120001
#2hmz
;设置三号电机
I300=1 ;To activate motor
I302 = $78012 ;Command Output Address ;Position Feedback
I7030 = 3 ;Closed loop, X4 CCW
I7036 = 0 ;Output mode: PWM
I369 = 1001 ;DAC limit 10Vdc
;Example PID Gains
I330=10000 ;P gain = default
I331=3000 ;D gain = default
I332=3000 ;VFF = default
I333=0 ;I gain = default
I334=1 ;I mode = default
I335=0 ;AFF = default
I324=$120001
#3hmz
;设置四号电机
I400=1 ;To activate motor
I402 = $7801A ;Command Output Address ;Position Feedback
I7040 = 3 ;Closed loop, X4 CCW
I7046 = 0 ;Output mode: PWM
I469 = 1001 ;DAC limit 10Vdc
;Example PID Gains
I430=10000 ;P gain = default
I431=3000 ;D gain = default
I432=3000 ;VFF = default
I433=0 ;I gain = default
I434=1 ;I mode = default
I435=0 ;AFF = default
I424=$120001
#4hmz
;简单PLC程序，用于将四个电机置于闭环状态
;发送Enable PLC 2 可以执行
open plc2 clear
cmd"#1j/" cmd"#2j/" cmd"#3j/" cmd"#4j/"
displc2
close
;定义坐标轴并映射电机到坐标轴
&1
#1->1000X ;定义电机1为X轴
#2->1000Y ;定义电机2为Y轴
#3->1000X ;定义电机3为X轴
#4->1000Y ;定义电机4为Y轴
;简单的运动控制程序
OPEN PROG 2 CLEAR
RAPID X-10 Y0
DWE1000
ABS
CIRCLE1
F100
N 100
X-10 Y0 I10 J0
GOTO 100
CLOSE
I5113=10
5.2稍微复杂的运动程序
;******************** 设置和定义******************** &2 ; Coordinate system 2
CLOSE ; Make sure all buffers are closed
#5->1000X ; 1 unit (cm) of X is 1000 counts of motor 5
;******************** 运动控制程序*********************** OPEN PROG 2 ; Open buffer for entry, Program #2
CLEAR ; Erase existing contents of buffer
LINEAR ; Blended linear interpolation move mode
INC ; Incremental mode - moves specified by distance TA500 ; 1/2 sec (500 msec) acceleration time
TS250 ; 1/4 sec in each half of S-curve
P1=0 ; Initialize a loop counter variable
WHILE (P1<10) ; Loop until condition is false (10 times)
X10 ; Move X-axis 10 cm (=10,000 cts) positive
DWELL500 ; Hold position for 1/2 sec
X-10 ; Move X-axis back 10 cm negative
DWELL500 ; Hold position for 1/2 sec
P1=P1+1 ; Increment loop counter
ENDWHILE ; End of loop
CLOSE ; Close buffer - end of program
; 终端窗口中输入下列指令运行运动控制程序
&2 B2 R ; Coordinate System 2, point to Beginning of Program 2, Run
5.3具有分支的运动程序
;******************** 设置和定义**********************
CLOSE ; Make sure all buffers are closed
&1 ; Coordinate System 1
#2->27.77777778A ; A-axis is programmed in degrees
; 10,000 (cts/rev) / 360 (deg/rev)
M1->Y:$FFC2,8,1 ; Variable M1 assigned to Machine Output 1
M11->Y:$FFC2,0,1 ; Variable M11 assigned to Machine Input 1
I5190=60000 ; Feedrate (speed) units are per minute
; (1 min=60000 msec)
;******************** 运动控制程序***********************
OPEN PROG 3 CLEAR ; Prepare buffer for entry
HOME2 ; Find home position for motor
LINEAR ; Blended linear interpolation move mode
F20 ; Speed of 20 degrees per minute
Q50=0 ; Initialize a loop counter variable
WHILE (Q50<36) ; Loop until condition is false (36 times)
IF (M11=1) ; Machine Input 1 on?
A((Q50+1)*10) ; Positive move to calculated position
ELSE ; Do the following branch for false IF
A(-(Q50+1)*10) ; Negative move to calculated position
ENDIF
DWELL20 ; Hold position for 20 msec
M1=1 M1=0 ; Pulse output on and off quickly
DWELL20 ; Hold position for 20 msec
A0 ; Return to home position
Q50=Q50+1 ; Increment loop counter
ENDWHILE ; End of loop
CLOSE ; Close buffer - end of program
; 终端窗口中输入下列指令运行运动控制程序
&1 B3 R ; Coordinate System 1, point to Beginning of Program 3, Run
5.4简单的G代码运动程序
此例子介绍简单PMAC G代码程序。Gxx 被解释成PROG 1000的标号为Nxx000 的子程序；Mxx被解释成PROG 1001的标号为Nxx000 的子程序；用户如果使用标准G 代码则无需去些这些子程序，因为泰道公司已经提供了标准的程序；本例中写的子程序只是为了解释工作原理；用户如果要定制G代码，可以修改对应的子程序。
;******************** 设置和定义**************************
OPEN PROG 5 CLEAR ; Prepare motion program 5 for entry
G17 G90 ; XY plane, absolute move spec
G97 S1800 ; Set spindle speed of 1800 rpm
F500 ; Cutting speed 500 mm/min
G00 X10.00 Y5.00 ; Rapid move to (10, 5)
M03 ; Start spindle
G04 P2.0 ; Wait 2 seconds
G01 Z0 ; Lower cutter
X30.25 Y5.00 ; Linear XY move
G03 X35.25 Y10.00 J5 ; CCW arc move
G01 X35.25 Y50.10 ; Linear move
G03 X30.25 Y55.10 I-5 ; CCW arc move
G01 X10.00 Y55.10 ; Linear move
G03 X5.00 Y50.10 J-5 ; CCW arc move
G01 X5.00 Y10.00 ; Linear move
G03 X10.00 Y5.00 I5 ; CCW arc move
G01 Z5 M05 ; Cutter up, stop
G00 X0 Y0 ; Back to home
CLOSE
;*****************************************************************
Motion program 1000 contains the G-Code subroutines
OPEN PROG 1000 CLEAR ; Prepare buffer 1000 for entry
RAPID RETURN ; G00 Rapid mode (N0 is implied)
N01000 LINEAR RETURN ; G01 Linear interpolation mode
N02000 CIRCLE1 RETURN ; G02 Clockwise circle mode
N03000 CIRCLE2 RETURN ; G03 Counterclockwise circle mode
N04000 READ(P) ; G04 Dwell for P seconds
IF (Q100 & 32768 > 0) ; P parameter specified?
DWELL (Q116*1000) ; PMAC specifies dwell time in msec
ENDIF
RETURN
N17000 NORMAL K-1 RET ; G17 Specify XY plane
N18000 NORMAL J-1 RET ; G18 Specify ZX plane
N19000 NORMAL I-1 RET ; G19 Specify YZ plane
N90000 ABS RET ; G90 Absolute mode
N91000 INC RET ; G91 Incremental mode
N97000 READ(S) ; G97 Spindle speed set
IF (Q100 & 262144 > 0) ; S parameter specified?
I422=Q119/30 ; #4 jog speed in cts/msec
ENDIF
RETURN
CLOSE
;*****************************************************************
Motion program 1001 contains the M-Code subroutines
OPEN PROG 1001 CLEAR ; Prepare buffer 1001 for entry
N03000 CMD "#4J+" RET ; Start spindle clockwise (closed loop)
N04000 CMD "#4J-" RET ; Start spindle counterclockwise (ditto)
N05000 CMD "#4J/" RET ; Stop spindle
CLOSE
; 终端窗口中输入下列指令运行运动控制程序
&1 B5 R ;Coordinate System 1, point to Beginning of Program 5, Run
5.5旋转缓冲区
旋转缓冲区用于从上位机向PMAC传送大量的动态数据，例如机器人视觉系统和高速高精数控机床，其原理是采用缓存接受和存储动态数据。
; This example Motion Program demonstrates:
; A) Using the Rotary Buffer
; B) Calculating Rotary Buffer size
; C) Using G-Codes (G0, G1) to command motion
; D) Using M-codes to control PMAC digital I/O
; E) Download 'associated' files using '#include'
; The '&1R' command (line 49) will cause this program to begin running
; The 'Stop' command (line 76) will end the Motion Program
;
; Calculating Rotary Buffer size:
; Estimate 1.5 'words' per axis move
; Estimate 1 'word' per other commands
; ; 12 x 1.5 = 18
; 12 x 1 = 12
; -----
; 30
; &1 DEFINE ROTARY 30
Close
Delete Gather
Delete Rot
;;Included files provide G-Code & M-code definitions
#include "G-Code_Sub.pmc" ;download G-code definitions, Prog 1000
#include "M-Code_Sub.pmc" ;download M-code definitions, Prog 1001
&1 ;Define Coordinate System
#1->2000X ;Define Motor #1 - X axis
#2->2000Y ;Define Motor #2 - Y axis
I5192=1 ;Isx92 ;Disable 'Blending' for C.S #1
&1 DEFINE ROTARY 30 ; Create C.S. 1 rotary buffer
&1 B0 ; Point C.S. 1 to rotary buffer
&1R ;Start the Motion Program
OPEN ROT ; Open buffers for entry
G90 ;Absolute positioning
F5 ;Set Feedrate
M05 ;Pen up
G00 X5 Y5 ;Move to start
M03 ;Pen down
G01 X10 Y5
G01 X10 Y10
G01 X5 Y10
G01 X5 Y5
M05 ;Pen up
G00 X0 Y0 ;Move to machine zero
Stop ;Stop the Motion Program
CLOSE
5.6PLC I/O实例
此例子展示如何使用PLC程序操作PMAC的通用I/O；程序开始时把变量M1~M14映射到对应的机器I/O的地址；实际应用中用户只需选择对应的PMAC卡并下载缺省的M变量映射既可以，不需要这样一个一个定义M变量。
注意：不同的PMAC卡对应的I/O地址不一样，错误的M变量映射可能导致不可知的后果。
;************************** 设置和定义***************************
CLOSE ; To ensure these are on-line
M1->Y:$FFC2,8,1 ; Machine Output 1
M2->Y:$FFC2,9,1 ; Machine Output 2
M3->Y:$FFC2,10,1 ; Machine Output 3
M4->Y:$FFC2,11,1 ; Machine Output 4
M11->Y:$FFC2,0,1 ; Machine Input 1
M12->Y:$FFC2,1,1 ; Machine Input 2
M13->Y:$FFC2,2,1 ; Machine Input 3
M14->Y:$FFC2,3,1 ; Machine Input 4
M20..39->* ; Self-referenced flag variables
;************************** PLC Program ********************************** CLOSE ; Make sure other buffers closed
OPEN PLC 5 ; Open buffer for editing
CLEAR ; Erase existing contents
;第一个分支基于1号输入，对应的P1000变量被设置，它可以是位置、速度或时间等等.
IF (M11=1) ; Machine Input 1 true?
P1000=5000 ; If so, set to this value
ELSE
P1000=500 ; If not set to this value
ENDIF
; 此分支基于2号输入，当其值为真时，P8计数值增加一位
IF (M12=1) ; Machine Input 2 true?
IF (M22=0) ; Not true last time thru?
P8=P8+1 ; Have rise edge, so increment
M22=1 ; Note as true for next time thru
ENDIF
ELSE ; MI2 is not true
M22=0 ; Note as not true for next time thru
ENDIF
;标志位满足一定条件时，对应的输出被设置，运行对应的电机
IF (M23=1 AND M24=1) ; First two flags true?
AND (M25=1 AND M26=1) ; Second two flags true?
M1=1 ; Then set output
COMMAND"#1J+" ;手动运行1号电机
COMMAND"#2J/" ;手动停止2号电机
ELSE
M1=0 ; Otherwise clear output
COMMAND"#2J+" ;手动运行2号电机
COMMAND"#1J/" ;手动停止1号电机
ENDIF
CLOSE ; Close the buffer
ENABLE PLC 5 ; Enable operation of program
5.7实时运动数据采集
实时采集数据，需要首先用I5000变量指定用于存储采集数据的缓冲区内存起始地址和模式，然后用I5001–I5048变量指定要采集数据源的地址，最后采用I5049指定采集周期；实际应用中没有这么复杂，采用PMAC PLOT软件可以方便的实现这些设置。
;********************* Set-up and Definitions *********************/
Undefine All ; Undefine all coordinate definitions
End Gat ; End any data gathering that might be happening presently Del Gat ; Erase any defined gather buffer Close ; Make sure all buffers are closed &1 ; Coordinate System 1
#1->1000X ; Assign motor 1 to the X-axis - 1 program unit ; of X is 1000 encoder counts of motor #1
/********************* Motion Program Text *************************/ Open Prog 1 Clear
; Open buffer for program entry, Program #1 Linear ; Blended linear interpolation move mode Abs ; Absolute mode - moves specified by position TA 500 ; Set 1/2 sec (500 msec) acceleration time TS 0 ; Set no S-curve acceleration time F 5 ; Set feedrate (speed) of 5000 units(cts)/sec CMD"End Gat" ; Stop gathering CMD"Del Gat" ; Deletes the gather buffer CMD"Def Gat" ; Allocates all the available memory as gather buffer Dwell 0 ; Force CMD lines to execute CMD"Gat" ; Starts gathering of the data Dwell 0 ; Force CMD lines to execute X 10 ; Move X-axis to position 10000 Dwell 500 ; Stay in position for 1/2 sec (500 msec) X 0 ; Move X-axis to position 0 Dwell 0 ; Force CMD lines to execute CMD"End Gat" ; Send On-line command to stop data gathering Dwell 0 ; Force CMD lines to execute Close ; Close buffer - end of program
5.8 运动学正逆解应用
此例解释如何直接从工具端运动映射到电机的运动；对象为一个两轴的机器人臂；工具端在XY 坐标系中定义；A 和 B 定义为角度 (电机位置)；最终目的是在运动控制程序中直接指定工具端XY 位置而不是电机位置。L1 = 4 英尺, L2 = 3 英尺。 正向运动学方程：
逆向运动学方程：
注意：不失一般性，这里只讨论第一象限。
1212X L cos(A)L cos(A B)
Y L sin(A)L sin(A B)=++=+
+2222
112122
2221X Y L L B cos 2L L A atan2(Y,X)cos --??
+--=+ ?????=-
End Gat
Del Gat
Close
//=======================相关设置===================================//
//运动学相关变量，这些变量是固定的不变的。
#define KinPosX Q7 ; X-axis pos in mm for kinematics
#define KinPosY Q8 ; Y-axis pos in mm for kinematics
#define Mtr1Pos P1 ; Motor#1 pos in cts for kinematics
#define Mtr2Pos P2 ; Motor#2 pos in cts for kinematics
// 采用宏定义代替坐标系变量使得编程更加直观
#define Length1 Q91 ; Linkage 1 length (inches)
#define Length2 Q92 ; Linkage 2 length (inches)
#define Mtr1SF Q93 ; Motor#1 Scale Factor, Counts/User units (deg)
#define Mtr2SF Q94 ; Motor#2 Scale Factor, Counts/User units (deg)
#define TempA Q95 ; Temporary holding register for A calculation (deg)
#define TempB Q96 ; Temporary holding register for B calculation (deg)
#define Xsq_p_Ysq Q97 ; X^2+Y^2
#define L1sq_p_L2sq Q98 ; L1^2+L2^2
#define L1sq_s_L2sq Q99 ; L1^2-L2^2
#define TempCosB Q100 ; cos(B) value
Length1=4 ; Linkage 1 length, 4 inches --UserInput Length2=3 ; Linkage 2 length, 3 inches --UserInput
Mtr1SF=2000/360 ; Motor#1, cts/deg --UserInput
Mtr2SF=2000/360 ; Motor#2, cts/deg --UserInput
L1sq_p_L2sq=Length1*Length1+Length2*Length2
L1sq_s_L2sq=Length1*Length1-Length2*Length2
// 标志位
#define Mtr1HmComp M145 ; Motor#1 Home-complete bit (suggested M-variable)
#define Mtr2HmComp M245 ; Motor#2 Home-complete bit (suggested M-variable)
#define CS1_RunTimeError M5182 ; Coordinate System 1 run-time-error bit (suggested M-variable)
Mtr1HmComp->Y:$0000C0,10,1 ; #1 Home-complete bit
Mtr2HmComp->Y:$000140,10,1 ; #2 Home-complete bit
CS1_RunTimeError->Y:$00203F,22,1 ; &1 Run-time-error bit
Undefine all
&1 ; Addressing Coordinate System 1
//========================= 正向运动学================================ // Open Forward Clear
If(Mtr1HmComp=1 and Mtr2HmComp=1) ; Homed?
TempA=Mtr1Pos/Mtr1SF ; Motor 1 position in deg
TempB=Mtr2Pos/Mtr2SF ; Motor 2 position in deg
KinPosX=Length1*cos(TempA)+Length2*cos(TempA+TempB)
KinPosY=Length1*sin(TempA)+Length2*sin(TempA+TempB)
Else
CS1_RunTimeError=1 ; Abort, and set runtime if not homed
Endif
Close
//============================逆向运动学============================== // Open Inverse Clear
Xsq_p_Ysq=KinPosX*KinPosX+KinPosY*KinPosY
TempCosB=(Xsq_p_Ysq-L1sq_p_L2sq)/(2*Length1*Length2)
If (ABS(TempCosB)<0.9998) ; Valid solution with 1 degree error ?
Q0=KinPosX ; Q0 is atan2 function denominator
TempA=atan2(KinPosY)-acos((Xsq_p_Ysq+L1sq_s_L2sq)/(2*Length1*sqrt(Xsq_p_Ysq))) TempB=acos(TempCosB)
Mtr1Pos=Mtr1SF*TempA
Mtr2Pos=Mtr2SF*TempB
Else
CS1_RunTimeError=1 ;Abort, and set runtime if not homed
Endif
Close
//===============运动控制程序========================================== // End Gat
Del Gat
Close
&1 ; Address Coordinate System 1
I5150=1 ; Isx50 Coordinate System x Kinematic Calculations Enable
I5113=10 ; Isx13 Coordinate System x Segmentation Time (msec)
#1->I ; Use kinematics to calculate Motor# 1 position
#2->I ; Use kinematics to calculate Motor# 2 position
Open Prog 1 Clear
Linear ; Linear move mode
Abs ; Absolute move modal
TA 100 ; Acceleration time 100 msec
TS 0 ; S-curve time 0 msec
TM 1000 ; Move time 1000 msec
X 1.5 Y 0 ; Go to starting position X=1.5 Y=0
CMD "EndGat" ; End previous gathering
CMD "DelGat" ; Delete gathering buffer (release buffer)
CMD "DefGat" ; Define gathering buffer
CMD "Gat" ; Start gathering data
X 2 Y 0 ; Go to X=2 Y=0
Dwell 0 ; Stop 0 msec, stop blending
X 4 Y 0 ; Go to X=4 Y=0
Dwell 0 ; Stop 0 msec, stop blending
X 4 Y 3 ; Go to X=4 Y=3
Dwell 0 ; Stop 0 msec, stop blending
X 2 Y 3 ; Go to X=2 Y=3
Dwell 0 ; Stop 0 msec, stop blending
X 2 Y 0 ; Go to X=2 Y=0
Dwell 1000 ; Wait for 1000 msec
CMD "EndG" ; End gathering data
Close
6.PMAC相关软件
PMAC相关软件在开发过程冲起到了很大的作用，熟悉这些软件的使用将有效的加快开发。
●开发软件
用于设置电机，编写PLC和运动控制程序，调试和发送在线指令；主要有以下几款：PeWin32Pro2：核心开发环境，编写PLC和运动控制程序，发送指令，动态观测窗口。
PMAC Tuning：用于调试电机电流环和伺服环。
PMAC Plotting：采集和绘制各种曲线。
●通讯函数库(PCOMMSERVER)
提供和各种和高级语言开发工具如：.NET, C++, C#, Visual Studio的COM组件接口。
注意：PCOMM32和PTALK都是过时的通讯函数库，泰道不再提供技术支持。
●人机接口软件