本论文涉及的科研课题来源于神光-Ⅲ靶场光电与控制系统,主要进行靶场系统中反射镜架模块及终端光学组件模块运动控制系统的研制。神光-Ⅲ装置用于进行惯性约束核聚变(Inertial Confinement Fusion, ICF)的研究,而本系统是保证其高效、可靠、稳定运行的必要装置,是其必不可少的重要组成部分。控制系统具有“本地控制”和“远程集中控制”两种控制模式,负责系统中48条光路的96个电动伺服反射镜和48个终端光学组件的运动控制。在“远程集中控制”模式中,系统受中央控制台的统一协调指挥,通过TCP/IP网络接口接收神光-Ⅲ靶场集中控制系统发出的命令,再通过RS485接口传送信息,驱动指定的子系统运动,完成动作后,再将有关的信息反馈给中央处理单元。在本地控制模式中,操作者可在操作现场,用工控机通过本地控制界面控制相应子系统运动。系统硬件配置由工控机、232-485转换器、控制电路、电机驱动器、电机、限位开关等电气元件组成。由于系统对可靠性和稳定性要求非常高,硬件系统元器件尽量采用知名品牌的商品化产品。控制电路自主开发,以PIC16F877为基本控制芯片制作控制线路,布局、布线上采取电路抗干扰措施,加粗电源线宽度,减少环路电阻。将接地线加粗,电路板双层大面积铺铜,接地电路布成团环路,电路板进行退藕电容配置以提高抗噪声能力。系统软件以Microsoft Visual C++ 6.0为编程工具开发,实现与下位机通过RS485总线构成集散式控制系统,与上位机通过局域网进行通讯。设计显示直观、人机接口友好的界面,可实时显示电机状态。系统软件可实现现场直接调节控制及远程集中控制。通讯模块采用基于TCP/IP协议的Winsock控件进行通信,使其与中央控制台的通讯简单、可靠。