| 如果有一套高效的運(yùn)動(dòng)控制解決方案可適用于所有應(yīng)用,這將非常有益,但是運(yùn)動(dòng)控制器部件,尤其是控制器和馬達(dá)往往具有多種形狀、尺寸和功能。做出如此之多選擇的關(guān)鍵不僅僅是要意識(shí)到對(duì)于更快的速度、更高的精確度、較小的組合部件以及更低費(fèi)用的需求,還需要意識(shí)到使用一種正確的技術(shù),這種技術(shù)能改變和發(fā)展以便在將來(lái)能更好地適應(yīng)應(yīng)用。 選擇一種控制器 三種可供選擇的最普通的運(yùn)動(dòng)控制器都是基于物理結(jié)構(gòu)：基于PLC的控制器,基于PC的控制器和單獨(dú)控制器�；赑LC和基于PC的控制器是典型的多軸單元,可為許多任務(wù)提供更加緊密的軸間同步,這些任務(wù)諸如：插入、路徑控制以及從動(dòng)于公共主控反饋源的多軸。現(xiàn)在,隨著控制器中許多高速通信網(wǎng)絡(luò)選擇的出現(xiàn),這些相同的功能在單獨(dú)模型中同樣可以實(shí)現(xiàn)。 
基于PC的控制器可用于簡(jiǎn)單或復(fù)雜應(yīng)用,例如計(jì)算機(jī)記數(shù)控制和半導(dǎo)體工具,用帶一個(gè)CPU的單片卡對(duì)于需要路徑同步的多軸控制比較適合 對(duì)于單軸點(diǎn)到點(diǎn)定位及速率等簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用,基于PLC的控制器是理想選擇,它有幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì),例如易于與大型I/O記數(shù)系統(tǒng)中機(jī)器I/O的集成安裝。基于PLC的運(yùn)動(dòng)控制器現(xiàn)在可以提供軟件工具,從而簡(jiǎn)化了編程、日志和報(bào)警管理等。 這些PLC控制器多用于帶有機(jī)器控制邏輯和大型多樣I/O的高負(fù)荷系統(tǒng)。在這些應(yīng)用中,直接給現(xiàn)有PLC增加了運(yùn)動(dòng)模塊以減少系統(tǒng)的尺寸和費(fèi)用。 基于PC的控制器通常情況下包括一個(gè)用于控制伺服環(huán)的微處理器和一個(gè)運(yùn)動(dòng)程序。這些控制器相當(dāng)于帶有一個(gè)CPU的單片卡,可廣泛應(yīng)用于多種簡(jiǎn)單或復(fù)雜應(yīng)用,例如計(jì)算機(jī)記數(shù)控制和半導(dǎo)體工具,尤其是適用于需要路徑同步的多軸控制。 基于PC的系統(tǒng)還能提供最直接的與企業(yè)資源規(guī)劃和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用等無(wú)控制系統(tǒng)的整合路徑。為PC機(jī)設(shè)計(jì)的基于軟件的控制器也開(kāi)始出現(xiàn),但來(lái)自于PC的對(duì)于實(shí)時(shí)控制的需求以及對(duì)系統(tǒng)崩潰的擔(dān)心減緩了這一趨勢(shì)的發(fā)展（見(jiàn)圖1）。 無(wú)論是對(duì)于小型單軸機(jī)器還是通過(guò)分布式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的大型機(jī)器,單獨(dú)控制器都能提供應(yīng)用解決方案。智能型單獨(dú)控制器對(duì)每一個(gè)軸來(lái)說(shuō)可以減少需求組件數(shù)和點(diǎn)到點(diǎn)線路,從而在增強(qiáng)診斷功能的同時(shí)降低了控制面板所占空間和安裝及故障排除時(shí)間。總體的運(yùn)動(dòng)控制執(zhí)行情況可以通過(guò)在控制和驅(qū)動(dòng)之間使用緊密結(jié)合裝置而得以改善,并且這種改善并不會(huì)在多軸系統(tǒng)中降低（見(jiàn)圖2）。 無(wú)刷伺服和步進(jìn)模塊 運(yùn)動(dòng)控制器走向聯(lián)合趨勢(shì)的一個(gè)例子就是維德克 (Whedco)的S2K和IMS系列無(wú)刷伺服和步進(jìn)模塊,它具有標(biāo)準(zhǔn)的DeviceNET通信,全數(shù)字驅(qū)動(dòng)和控制能力,且所有這些都集中在一個(gè)整合包裝中提供。使用低慣性發(fā)動(dòng)機(jī),這些組件不僅可給裝配、電子、半導(dǎo)體加工和紡織工業(yè)等應(yīng)用需求提供較高加速度,同時(shí)還可解決減少了的空間和線路問(wèn)題。 此外,發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商也隨之把驅(qū)動(dòng)、控制、馬達(dá)和通信整合到一個(gè)包中。整合的趨勢(shì)消除了對(duì)于分散驅(qū)動(dòng)電子元件的需求,并且象DeviceNET類的網(wǎng)絡(luò)通信保持了與主控制器的簡(jiǎn)單、清楚的界面,同時(shí)也使得從網(wǎng)絡(luò)掃描器獲得新位置和命令變得更加容易。 讓網(wǎng)絡(luò)工作 DeviceNet網(wǎng)絡(luò),Profibus和以太網(wǎng)在運(yùn)動(dòng)控制器中的普遍應(yīng)用已經(jīng)使單軸控制器實(shí)現(xiàn)了物理上的分布,同時(shí)還能支持協(xié)同運(yùn)動(dòng)和邏輯控制。運(yùn)動(dòng)控制尤其表現(xiàn)出轉(zhuǎn)向分布控制結(jié)構(gòu)的趨勢(shì),帶有嵌入以太網(wǎng)和fieldbus連接的Windows CE平臺(tái)可以減輕對(duì)于PC和PLC較普遍的背板設(shè)計(jì)。Windows CE也使單獨(dú)控制器更象PC,擁有更多控制器可用的非控制功能。 
單片控制器減少了組件需求和點(diǎn)到點(diǎn)線路,因此在增強(qiáng)診斷的同時(shí)減少了控制面板所占穿梭間和安裝及故障排除時(shí)間。 未來(lái)的運(yùn)動(dòng)控制器將高速、過(guò)程依賴I/O功能集成到一個(gè)控制-驅(qū)動(dòng)單元,并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備處理非關(guān)鍵的I/O控制功能。越來(lái)越多的整合包將控制一個(gè)完整的工具,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從能夠處理控制和數(shù)據(jù)功能的不同級(jí)別與HMI和MIS系統(tǒng)通信。在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)動(dòng)控制器更容易配置,并且可以支持文件上/下載和數(shù)據(jù)收集等數(shù)據(jù)傳輸功能。 運(yùn)動(dòng)控制器市場(chǎng)傳統(tǒng)上都是基于專用系統(tǒng),逐漸增加的帶寬和處理速度正將控制器市場(chǎng)帶向更通用的解決方案。盡管有些集成商和客戶偏好PLC運(yùn)動(dòng)控制器而另一些則偏好PC或單獨(dú)控制器,但高速網(wǎng)絡(luò)的盛行無(wú)疑增加了運(yùn)動(dòng)控制器的靈活性,使運(yùn)動(dòng)控制器更緊密的在機(jī)器、車間和工廠各個(gè)層次進(jìn)行集成成為可能。 工程師能夠通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)消除連接點(diǎn)來(lái)簡(jiǎn)化和降低機(jī)器費(fèi)用。越少的連接點(diǎn)就意味著越少的潛在需要診斷的故障點(diǎn)。 有了網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議,控制PLC能以同樣的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式收到A公司的控制器數(shù)據(jù),B公司的條形掃描閱讀物。因此,網(wǎng)絡(luò)給來(lái)自不同制造商的設(shè)備之間提供了一種無(wú)縫語(yǔ)言界面。 然而,最好的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備可以支持多等級(jí)通訊。網(wǎng)絡(luò)兼容型運(yùn)動(dòng)控制器就可以使管理人員存取他們的程序、載入注冊(cè)和閱讀控制身份信息。具有此種性能的設(shè)備還可提供實(shí)時(shí)系統(tǒng)診斷或HMI反饋,必要時(shí)可以進(jìn)行機(jī)器行為調(diào)整。 對(duì)于機(jī)器設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō),支持同級(jí)網(wǎng)絡(luò)通信的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也是一個(gè)較大的選擇。同級(jí)網(wǎng)絡(luò)通信允許支持DeviceNet無(wú)連接消息管理協(xié)議的單獨(dú)運(yùn)動(dòng)控制器繞過(guò)網(wǎng)絡(luò)掃描器直接用本身編程語(yǔ)言在沒(méi)有連接主控器的網(wǎng)絡(luò)上相互通信。單獨(dú)的單軸控制器現(xiàn)在可以通過(guò)大量連線聯(lián)網(wǎng)來(lái)取代昂貴的、多軸控制器或多組件系統(tǒng),并可為多軸系統(tǒng)執(zhí)行精確的同步動(dòng)作。 注意組合和匹配 由強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)選擇提供的更多組合和匹配機(jī)會(huì)與更少組件的趨勢(shì),為無(wú)架超市解決方案提供了可能,但購(gòu)買者仍很謹(jǐn)慎。對(duì)于只提供一種產(chǎn)品的賣方來(lái)說(shuō)：一個(gè)賣方只提供一種支持。 運(yùn)動(dòng)控制中如此之多的選擇,使人很難在眾多因素影響下只專注于應(yīng)用的真實(shí)需求。每一種運(yùn)動(dòng)需求的設(shè)計(jì)都始于最基礎(chǔ)的需求,例如速度、精確度和經(jīng)濟(jì)。這些需求將繼續(xù)指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)控制解決方案,并繼續(xù)推動(dòng)將來(lái)的組件封裝。 | 
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