如何选择一套高效的运动控制器

如果有一套高效的运动控制解决方案可适用于所有应用，这将非常有益，但是运动控制器部件，尤其是控制器和马达往往具有多种形状、尺寸和功能。做出如此之多选择的关键不仅仅是要意识到对于更快的速度、更高的精确度、较小的组合部件以及更低费用的需求，还需要意识到使用一种正确的技术，这种技术能改变和发展以便在将来能更好地适应应用。 
选择一种控制器
    三种可供选择的最普通的运动控制器都是基于物理结构：基于PLC的控制器，基于PC的控制器和单独控制器。基于PLC和基于PC的控制器是典型的多轴单元，可为许多任务提供更加紧密的轴间同步，这些任务诸如：插入、路径控制以及从动于公共主控反馈源的多轴。现在，随着控制器中许多高速通信网络选择的出现，这些相同的功能在单独模型中同样可以实现。
    基于PC的控制器可用于简单或复杂应用，例如计算机记数控制和半导体工具，用带一个CPU的单片卡对于需要路径同步的多轴控制比较适合.
    对于单轴点到点定位及速率等简单的运动控制应用，基于PLC的控制器是理想选择，它有几点优势，例如易于与大型I/O记数系统中机器I/O的集成安装。基于PLC的运动控制器现在可以提供软件工具，从而简化了编程、日志和报警管理等。
    这些PLC控制器多用于带有机器控制逻辑和大型多样I/O的高负荷系统。在这些应用中，直接给现有PLC增加了运动模块以减少系统的尺寸和费用。
    基于PC的控制器通常情况下包括一个用于控制伺服环的微处理器和一个运动程序。这些控制器相当于带有一个CPU的单片卡，可广泛应用于多种简单或复杂应用，例如计算机记数控制和半导体工具，尤其是适用于需要路径同步的多轴控制。
    基于PC的系统还能提供最直接的与企业资源规划和数据库应用等无控制系统的整合路径。为PC机设计的基于软件的控制器也开始出现，但来自于PC的对于实时控制的需求以及对系统崩溃的担心减缓了这一趋势的发展。
    无论是对于小型单轴机器还是通过分布式网络构建的大型机器，单独控制器都能提供应用解决方案。智能型单独控制器对每一个轴来说可以减少需求组件数和点到点线路，从而在增强诊断功能的同时降低了控制面板所占空间和安装及故障排除时间。总体的运动控制执行情况可以通过在控制和驱动之间使用紧密结合装置而得以改善，并且这种改善并不会在多轴系统中降低。
    无刷伺服和步进模块
    运动控制器走向联合趋势的一个例子就是维德克 (Whedco)的S2K和IMS系列无刷伺服和步进模块，它具有标准的DeviceNET通信，全数字驱动和控制能力，且所有这些都集中在一个整合包装中提供。使用低惯性发动机，这些组件不仅可给装配、电子、半导体加工和纺织工业等应用需求提供较高加速度，同时还可解决减少了的空间和线路问题。
    此外，发动机生产商也随之把驱动、控制、马达和通信整合到一个包中。整合的趋势消除了对于分散驱动电子元件的需求，并且象DeviceNET类的网络通信保持了与主控制器的简单、清楚的界面，同时也使得从网络扫描器获得新位置和命令变得更加容易。
    让网络工作
    DeviceNet网络，Profibus和以太网在运动控制器中的普遍应用已经使单轴控制器实现了物理上的分布，同时还能支持协同运动和逻辑控制。运动控制尤其表现出转向分布控制结构的趋势，带有嵌入以太网和fieldbus连接的Windows CE平台可以减轻对于PC和PLC较普遍的背板设计。Windows CE也使单独控制器更象PC，拥有更多控制器可用的非控制功能。
    单片控制器减少了组件需求和点到点线路，因此在增强诊断的同时减少了控制面板所占穿梭间和安装及故障排除时间。
    未来的运动控制器将高速、过程依赖I/O功能集成到一个控制-驱动单元，并且通过网络通信设备处理非关键的I/O控制功能。越来越多的整合包将控制一个完整的工具，并通过网络从能够处理控制和数据功能的不同级别与HMI和MIS系统通信。在网络上运动控制器更容易配置，并且可以支持文件上/下载和数据收集等数据传输功能。
    运动控制器市场传统上都是基于专用系统，逐渐增加的带宽和处理速度正将控制器市场带向更通用的解决方案。尽管有些集成商和客户偏好PLC运动控制器而另一些则偏好PC或单独控制器，但高速网络的盛行无疑增加了运动控制器的灵活性，使运动控制器更紧密的在机器、车间和工厂各个层次进行集成成为可能。
    工程师能够通过使用网络技术消除连接点来简化和降低机器费用。越少的连接点就意味着越少的潜在需要诊断的故障点。
    有了网络通讯协议，控制PLC能以同样的工业标准格式收到A公司的控制器数据，B公司的条形扫描阅读物。因此，网络给来自不同制造商的设备之间提供了一种无缝语言界面。
    然而，最好的网络和设备可以支持多等级通讯。网络兼容型运动控制器就可以使管理人员存取他们的程序、载入注册和阅读控制身份信息。具有此种性能的设备还可提供实时系统诊断或HMI反馈，必要时可以进行机器行为调整。
    对于机器设计者来说，支持同级网络通信的网络系统也是一个较大的选择。同级网络通信允许支持DeviceNet无连接消息管理协议的单独运动控制器绕过网络扫描器直接用本身编程语言在没有连接主控器的网络上相互通信。单独的单轴控制器现在可以通过大量连线联网来取代昂贵的、多轴控制器或多组件系统，并可为多轴系统执行精确的同步动作。
    注意组合和匹配
    由强大网络选择提供的更多组合和匹配机会与更少组件的趋势，为无架超市解决方案提供了可能，但购买者仍很谨慎。对于只提供一种产品的卖方来说：一个卖方只提供一种支持。
    运动控制中如此之多的选择，使人很难在众多因素影响下只专注于应用的真实需求。每一种运动需求的设计都始于最基础的需求，例如速度、精确度和经济。这些需求将继续指导运动控制解决方案，并继续推动将来的组件封装。