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智能运动控制的多样化下

发布时间:2021年08月18日    点击:[0]人次

智能运动控制的多样化(下)

大脑与肌肉

Danaher公司运动控制产品经理Lou Lambruschi从驱动产品制造商的角度描述了对智能运动控制的定义“ 结合可编程控制器的大脑和固态动力设备的肌肉于一体而创造出的打包了的适应于广泛应用的驱动器”。他解释道,精确的速度和位置控制可以通过基于DSP的逻辑单元和性能优越的向量驱动器电源单元(及适合的电机)来实现。“随着用户的操作序列输入——类似PLC程序——驱动器将执行一系列复杂的运动,反馈于输入点,提供有用的输出来监视整个过程”,Lambruschi讲。Danaher的新FX4000 Fusion系列驱动器即可实现这些特性,控制交流感应电动机、交流同步电机和无刷直流电机。

Lambruschi 指出了用户采用集成的运动控制的驱动器所带来的四方面的利益。安装简单集成为一个单元利于安装、接线和编程。分立的元件将需要众多的内部连接、面板空间和软件包。集成为一体的驱动器也意味着独立责任利于技术支持,避免多供应商的兼容性问题。集成的智能驱动器没有了内部复杂的接线比分立驱动器和控制器系统提供了更高可靠性。它同时减少了失误或错误的内部连线,也减少了潜在的电磁兼容问题。Lambruschi 同时提到它比传统分立的控制器驱动器更低的前期成本和更少的安装时间。

Paul Derstine, GE Fanuc自动化公司的运动控制产品经理,相信“智能运动控制”在通用运动控制应用中是几个典型元素的集成——运动控制(轨迹编制和循环控制)、逻辑控制、I/O功能和电机功率放大技术——集成于同一产品中。他引用GE Fanuc的S2K伺服/步进运动控制器作为一例。

他进一步提到,恶劣的工业环境和高电机工作温度限制了某些类型的应用,这些将降低长期用户的利益。事实上,这种产品的数量已经显示了另一些非技术和市场因素目前已经限制了电机/控制器的集成。

智能运动控制给简单、有限的轴数配合和设备带来的利益包括减少接线和多供应商间产品的兼容性问题。如果拥有足够的逻辑运算能力和I/O点,一个控制器能够控制整个设备,Derstine解释道。“引入智能运动控制的通常目的是实现分布式控制来减少电机和长生产线或设备中运动中I/O点接线”,他说“在这种情况下,一个集中的运动和逻辑控制器和无声的分散的放大器通过高速光纤连接的途径可以提供最有效的解决方案。这种类型的混合结构具有集中编程和分布式运动控制两方面的优点。

未来更多的智能应用

Rockwell Automation公司的Lieser先生相信采用集成的运动控制系统,并将其应用到通用平台将促使更多的OEM厂商和终端用户认识到其利益所在。“他们将驱使网络和信息领域在其余的机器和生产线上产生更多的额外的创新,来促进运动控制系统的主流系统的发展。

同样的,Baldor公司的Mark Crocker说:“下一个五年我们将看到科技的集中体现,例如PLC和运动控制器。随着以太网逐渐成为现场总线的主宰,分散控制系统的应用将更加广泛。

应用指导和帮助,图形化的方法将越来越普及。运动控制语言和编程环境将逐渐赶上基于PC的编程环境,Crocker进一步解释说。随着更加强大的和性价比高的计算机的出现——还有以太网的发展,Soft motion将变得越来越普及。“我们很高兴能看到更多的传统的基于PC的编程语言,例如VB,C++和C#,它们正在成为流行的运动控制编程语言。运动控制的接口和I/O设备将通过ActiveX控制(或其将来派生出的设备)”Crocker补充道。B&R Industrial Automation 见证了智能运动控制在分布式驱动领域的表现,标准的通信功能,固件自动升级和集成的编程环境领域的发展趋势——在所有领域都显示了浓厚的兴趣。“这些趋势将变成流行,同时将随着IT科技标准在设备控制领域的应用变得越来越强,”B&R公司的Sandhoefner说道。

B&R已经通过对Ethernet Powerlink技术的研究,实现了基于以太网的与驱动器间实时的通信。“将来,驱动器将能够像分布式的网络服务器那样发布信息并能够通过网络进行访问。这开启了一个新的可以在驱动器级实现的功能领域,”他补充说。

紧跟的从驱动器级到整个生产线的主控机的发展而来的是全透明度,即更容易获得设备处理数据和降低系统成本。例如,详细设备级维护警告将可以通过电子邮件从驱动器直接得到。

Bosch 公司的Rexroths Rey指出,包装及印刷工业已经从基于驱动器的智能中得到了回报。在将来的几年中,智能运动控制多轴伺服系统的应用在其他工业领域将扩展开来。“将来,设备制造商会继续将智能运动控制应用到他们设备中去,对于系统来讲它必将有更强的适应能力来适应不同的应用”他说。

对于将来的发展,西门子公司的Hammer指出愈来愈多的标准设备已集成了分布式逻辑和运动控制。其中一种智能运动控制系统,将控制设备的特定的模块,每一个都通过高速实时的网络共享/交互数据。这些智能单元是可移动的,因此他们能为不同的生产线提供相应服务,他解释道。

Hammer也预见了新的设备安全系统的来临。这些将在智能控制系统及传感器系统中起到重要作用,包括冗余检查,一旦有情况便使设备进入安全保护状态。智能安全控制拥有潜在的节省成本和通过削减现有的昂贵的电子器件的解决方案能力。

NI期待智能运动控制能将表现优秀的运动控制和非PID控制循环柔性技术例如FPGA和RTOS应用到不同的案例中。部分趋势也将和其他技术集成,例如视觉,模拟和数字I/O模块和通信技术,Kulkarni总结道。

E pluribus unum (one, out of many) 对这种智能趋势而言也许是个不坏的比喻。

信息来源:ConTROL ENGINEERING

作者:作者:Frank J.Bartos,CONTROL

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