對(duì)運(yùn)動(dòng)控制而言，應(yīng)用程序給數(shù)字總線(xiàn)帶來(lái)了可靠性
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數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)的分布式控制通常需要對(duì)來(lái)自不同廠(chǎng)商的運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行混合和匹配，以最大限度地提高性能。美國(guó)國(guó)家儀器 DAQ/視覺(jué)/運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品部經(jīng)理Christian Fritz指出：“常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)允許客戶(hù)對(duì)每個(gè)任務(wù)選擇最佳機(jī)動(dòng)控制器，隨著數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)的分布式控制發(fā)展，驅(qū)動(dòng)器不僅需要交換相關(guān)控制數(shù)據(jù)，而且需要傳輸狀態(tài) 信息和設(shè)置參數(shù)。只需改變配置，客戶(hù)就可以改變連接到控制器的電機(jī)類(lèi)型，例如從感應(yīng)到永磁伺服電機(jī)。”
本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/107902.htm數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)的分布式控制可以對(duì)許多運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)器提供特殊優(yōu)勢(shì)，如機(jī)器人。在這些情況下，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的布線(xiàn)降低意味著設(shè)計(jì)師只需要運(yùn)行單排線(xiàn)，而不是大量硬電線(xiàn)。
ABB機(jī)器人公司制造焊接和其他機(jī)器人，其中許多機(jī)器人使用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)分布式控制(如圖2)。 ABB機(jī)器人公司 產(chǎn)品部經(jīng)理Per Carlsson指出：“隨著數(shù)字通信的發(fā)展，我們可以將驅(qū)動(dòng)組件分布在遠(yuǎn)離主控制器的位置，如在機(jī)器人內(nèi)部或機(jī)器人手臂上。”
好東西來(lái)之不易
當(dāng)涉及到原始速度時(shí)，沒(méi)有什么能與硬電線(xiàn)相比，因此從硬電線(xiàn)到數(shù)字的改變需要特別注意速度要求。位于俄亥俄州，梅森的 Intelligrated公司控制和軟件開(kāi)發(fā)部經(jīng)理Jeffrey Hanna說(shuō)： “我們的主要挑戰(zhàn)是設(shè)計(jì)總線(xiàn)以保持其在所要求的更新速率上。”
集成供應(yīng)商提供倉(cāng)儲(chǔ)、分配、郵政、包裹和生產(chǎn)環(huán)境的材料處理解決方案。它生產(chǎn)傳輸、定寸、堆積和排序的機(jī)械設(shè)備。其系統(tǒng)通常涵蓋非常大的地區(qū)，使數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)尤其具有挑戰(zhàn)性。
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數(shù)字運(yùn)動(dòng)總線(xiàn)優(yōu)于硬電線(xiàn)的優(yōu)勢(shì) 1. 更少的布線(xiàn) |
盡管Hanna描述的配置沒(méi)有同步要求，其他運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)也是如此。“對(duì)數(shù)字運(yùn)動(dòng)總線(xiàn)的時(shí)鐘周期同步可以采用一種或兩種方式實(shí)現(xiàn)”， Siemens公司運(yùn)動(dòng)控制器產(chǎn)品部經(jīng)理Zuri Evans解釋說(shuō)，“第一種方式是發(fā)送一個(gè)中斷事件給控制器讀取輸入或設(shè)置輸出。該方法的缺點(diǎn)是系統(tǒng)不允許高優(yōu)先權(quán)任務(wù)的中斷，如運(yùn)動(dòng)控制，因此中斷必須等到直到高優(yōu)先權(quán)任務(wù)完成，其將產(chǎn)生抖動(dòng)。” |
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實(shí)現(xiàn)數(shù)字總線(xiàn)的挑戰(zhàn) 1. 滿(mǎn)足速度要求 |
另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)涉及到合理的電纜屏蔽。集成運(yùn)動(dòng)公司的Mullins指出：“我們必須 使用正確的電纜和布線(xiàn)方法，以確保數(shù)字總線(xiàn)不被電氣噪聲妥協(xié)，我們應(yīng)該緊密關(guān)注制造商推薦的屏蔽措施。” Mullins說(shuō)，另一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)是需要對(duì)不支持通用數(shù)字總線(xiàn)協(xié)議的不同運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行集成。他補(bǔ)充說(shuō)：“在這種情況下，數(shù)字總線(xiàn)轉(zhuǎn)換器模塊可以被使用，但其提高了成本和復(fù)雜性。” |
如果只有一個(gè)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)并且如果所有控制組件與該網(wǎng)絡(luò)連接，那么集成將變得很容易，但是情況并非如此。“因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)可以改變，所以設(shè)備互操作性通常是一個(gè)與運(yùn)動(dòng)總線(xiàn)相關(guān)的問(wèn)題，” Kollmorgen 產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)經(jīng)理Josh Jensen 指出，“不同的網(wǎng)絡(luò)具有不同程度的功能驗(yàn)證和設(shè)備互操作性測(cè)試。這可能會(huì)導(dǎo)致延遲并產(chǎn)生費(fèi)用，但假設(shè)堅(jiān)持相同的規(guī)格選擇兩個(gè)設(shè)備時(shí)，區(qū)別可能并不明顯。” 為了解決該問(wèn)題，Jensen說(shuō)Kollmorgen公司保持SynqNet互操作實(shí)驗(yàn)室，繼續(xù)對(duì)所有設(shè)備的組合進(jìn)行測(cè)試。
數(shù)字化可以做到這一切嗎?
從理論上來(lái)說(shuō)，一個(gè)具有良好設(shè)計(jì)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)不需要任何輔助硬電線(xiàn)，但實(shí)際上情況并非總是如此。“大多數(shù)驅(qū)動(dòng)器讓使能輸入端采用硬電線(xiàn)，因此即使總線(xiàn)通信中斷，驅(qū)動(dòng)器可能被關(guān)閉。”先進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化公司的WoyaK指出。
盡管實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的數(shù)字安全總線(xiàn)是可能的，但在所有應(yīng)用中，這并沒(méi)有任何意義。“盡管許多廠(chǎng)商提供了安全數(shù)字總線(xiàn)，一些用戶(hù) 還是喜歡硬電線(xiàn)安全電路，因?yàn)椴恍枰幊?，或許還因?yàn)檩^低的硬件成本，”集成運(yùn)動(dòng)公司的Mullins指出，“使用安全數(shù)字總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)對(duì)大系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是很顯 著的，安全運(yùn)動(dòng)功能在系統(tǒng)中由應(yīng)用程序來(lái)滿(mǎn)足。”
添加安全功能到運(yùn)動(dòng)總線(xiàn)通常是成本和性能的問(wèn)題，而不是技術(shù)可行性問(wèn)題。CAN 自動(dòng)化公司管理部負(fù)責(zé)人Holger Zeltwanger說(shuō)：“在CANopen和許多其他運(yùn)動(dòng)總線(xiàn)上，如果有足夠的帶寬，您可以將安全相關(guān)信息與非安全相關(guān)信息混合。借助于兩個(gè)網(wǎng)段，某些 系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可能更傾向于獨(dú)立的安全和非安全消息，其通過(guò)網(wǎng)關(guān)或路由器互連接。”
評(píng)論