1 引言
随着步进伺服驱动控制技术的发展，步进伺服驱动细分精度的提高以及电力电子器件的发展，逐步克服了震荡、失步和发热的不足，性价比大幅度提升，广泛应用于工业机械精密定位的控制。当前用于工业控制的计算机系统主要有plc系统，基于pc总线的ipc系统，基于单片机的测控系统，集散控制系统（dcs）和现场总线控制系统（fcs）。而其中的plc因其可靠性高、功能强大、使用方便、编程简单、抗干扰强等优点在工业控制领域内得到了广泛的应用。plc控制少量的步进电机时比较简单，但对于大量的步进电机，由于数量多，时序相对复杂，这使得控制难度增大。本文就是在试验基础上提出一套实现控制大量步进电机的设计方案，控制系统内部通讯采用的是国际标准现场总线—profibus，以确保高实时性和高动态响应要求，具有高可靠性，强抗干扰能力和灵活的可扩充性，可独立完成对设备的数据采集，精度控制。
2 硬件设计
2.1 系统概述
该系统为激光参数测量的电控系统，主要功能是完成对光束的控制、数据的采集、光路的准直等，控制特点是被控设备多而且分散，数据传输量大，因此硬件设计采用基于网络技术的分层分布式设计，使控制硬件系统形成一个有机整体，提高系统运行和维护的便捷性，并具有开放性、实用性、可靠性等综合能力。
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图1 网络拓扑图
控制系统有6个束组fep，每一个束组fep控制264个电机，一个束组fep的网络拓扑图如图1所示，该图只画出了两个步进电机。分控计算机与1000m光纤网络连接，位于主控制室内，作为控制设备和测量设备的远程控制中心。光纤交换机通过网络接口向上与现场工业以太网相连，向下通过cp343-1以太网模块连接s7-300plc。s7-300 plc通过dp口连接em277模块，底层每个s7-200plc模块与em277模块相连， cpu224有两路脉冲输出q0.0和q0.1，可以同时控制两台步进电机。
2.2 系统配置
cpu315-2dp：具有大容量的程序存储器和profibus-dp主/从接口的cpu模块，可以使用集成的i/o点处理运动控制工艺技术功能。对于运动控制功能的编程，提供符合 plcopen标准功能块(fb)，在用户程序中可以调用这些功能模块，可最大程度地降低工程与组态、调试和维护费用。标准功能块直接集成在固件中，占用的cpu工作内存很少，可以提高运行效率。
