集成化為運動控制提供新選擇
2004年4月B
今天,由消費需求驅(qū)動的市場逼迫制造商在工藝方面要滿足一系列要求,這些要求囊括了制造工藝的方方面面,這就使得他們對機器的柔性和性能提出越來越高的要求。對設(shè)計工程師而言,這大概意味著要設(shè)計出一臺能獨立對多種材料進行各式加工的機器,而且這種機器還要能完成全方位的調(diào)整——這些要在極短的時間內(nèi)一氣完成。
設(shè)備的設(shè)計必須要有足夠的靈活性,以便能跟上不斷變化的需求,同時要有足夠的精度,以滿足精密材料及加工工藝的要求。同時,現(xiàn)在的制造者還要求其機械有更高的速度和可靠性。而這類挑戰(zhàn)的核心,就在于對運動的控制。
過去,在設(shè)計機器時,設(shè)計工程師慣于選用復(fù)雜的專用邏輯和I/O控制器,而通過另一個控制器來實現(xiàn)運動控制,很少考慮這些控制器適應(yīng)復(fù)雜制造過程的能力。例如,包裝和整飾機械需要用到許多復(fù)雜的機構(gòu),這些機構(gòu)必須受到嚴(yán)密的控制,而硬連線式的連接和串行接口使得通信速度快不起來,而且系統(tǒng)的同步和過程編程極為復(fù)雜、耗時甚長。此外,分離運動、順序和機械控制使得工藝的改進無論在理解還是實施上都更加困難重重。
如今,設(shè)計工程師可以巧妙利用近來在運動控制方面出現(xiàn)的新進展,把運動和順序控制功能集成為一體化、多任務(wù)的控制平臺,從而實現(xiàn)更高的系統(tǒng)性能、更快的應(yīng)用開發(fā),保證維護更加簡便,并降低成本。這種方法讓設(shè)計工程師和最終用戶能按照需要靈活的進行擴展,它也可以成功的應(yīng)用于多重控制領(lǐng)域,消除多重編程和冗余的必要,在更大程度上實現(xiàn)成本的節(jié)約。
集成化的新進展
一些控制運動元件制造商,包括Rockwell Automation公司,正在進一步推動集成運動控制概念的發(fā)展,它們把順序控制和運動控制器、SERCOS Interface、伺服驅(qū)動與電機、以及執(zhí)行器無縫地集成在一起,使得集成運動——從控制器到執(zhí)行器——成為運動控制新標(biāo)準(zhǔn)。
與傳統(tǒng)的雙控制器系統(tǒng)相比,集成控制系統(tǒng)的購買與使用成本更低,而且安裝、編程和維護更加方便。比如說,用戶不用購買多個控制器和軟件程序,而只需購買一臺集成化的順序和運動控制器和一套軟件包即可。
部件更少,則意味著面板機箱更小,在控制機柜成本和占地面積上都大為節(jié)省。此外,集成化的運動系統(tǒng)是可擴展的,具備了極大的靈活性。例如,模塊化的存儲器、網(wǎng)絡(luò)和多處理器體系架構(gòu)使用戶能根據(jù)不斷變化的應(yīng)用要求來調(diào)整控制器的規(guī)格。
集成化的運動控制也可以減少安裝時間。與模擬的終端模塊不同,集成化的運動系統(tǒng),如Rockwell Automation的Kinetix,可以在驅(qū)動和控制器之間使用光纖式SERCOS接口連接。這樣就減少了軸模塊卡的數(shù)量而且不需安裝外接線卡。對每個驅(qū)動來說,兩個光纖
