集成化为运动控制提供新选择
2004年4月B
今天,由消费需求驱动的市场逼迫制造商在工艺方面要满足一系列要求,这些要求囊括了制造工艺的方方面面,这就使得他们对机器的柔性和性能提出越来越高的要求。对设计工程师而言,这大概意味着要设计出一台能独立对多种材料进行各式加工的机器,而且这种机器还要能完成全方位的调整——这些要在极短的时间内一气完成。
设备的设计必须要有足够的灵活性,以便能跟上不断变化的需求,同时要有足够的精度,以满足精密材料及加工工艺的要求。同时,现在的制造者还要求其机械有更高的速度和可靠性。而这类挑战的核心,就在于对运动的控制。
过去,在设计机器时,设计工程师惯于选用复杂的专用逻辑和I/O控制器,而通过另一个控制器来实现运动控制,很少考虑这些控制器适应复杂制造过程的能力。例如,包装和整饰机械需要用到许多复杂的机构,这些机构必须受到严密的控制,而硬连线式的连接和串行接口使得通信速度快不起来,而且系统的同步和过程编程极为复杂、耗时甚长。此外,分离运动、顺序和机械控制使得工艺的改进无论在理解还是实施上都更加困难重重。
如今,设计工程师可以巧妙利用近来在运动控制方面出现的新进展,把运动和顺序控制功能集成为一体化、多任务的控制平台,从而实现更高的系统性能、更快的应用开发,保证维护更加简便,并降低成本。这种方法让设计工程师和最终用户能按照需要灵活的进行扩展,它也可以成功的应用于多重控制领域,消除多重编程和冗余的必要,在更大程度上实现成本的节约。
集成化的新进展
一些控制运动元件制造商,包括Rockwell Automation公司,正在进一步推动集成运动控制概念的发展,它们把顺序控制和运动控制器、SERCOS Interface、伺服驱动与电机、以及执行器无缝地集成在一起,使得集成运动——从控制器到执行器——成为运动控制新标准。
与传统的双控制器系统相比,集成控制系统的购买与使用成本更低,而且安装、编程和维护更加方便。比如说,用户不用购买多个控制器和软件程序,而只需购买一台集成化的顺序和运动控制器和一套软件包即可。
部件更少,则意味着面板机箱更小,在控制机柜成本和占地面积上都大为节省。此外,集成化的运动系统是可扩展的,具备了极大的灵活性。例如,模块化的存储器、网络和多处理器体系架构使用户能根据不断变化的应用要求来调整控制器的规格。
集成化的运动控制也可以减少安装时间。与模拟的终端模块不同,集成化的运动系统,如Rockwell Automation的Kinetix,可以在驱动和控制器之间使用光纤式SERCOS接口连接。这样就减少了轴模块卡的数量而且不需安装外接线卡。对每个驱动来说,两个光纤
