歷史上,在控制系統(tǒng)中具有明確定義的功能的運(yùn)動(dòng)控制器,可編程邏輯控制器(PLC)和工業(yè)個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)是獨(dú)立的部件。隨著可編程自動(dòng)化控制器(PAC)的興起,運(yùn)動(dòng)控制器越來(lái)越難以與PLC區(qū)分開來(lái)。程序員正在PC上構(gòu)建自定義應(yīng)用程序,以創(chuàng)建分散的控制方案,控制各種子控制設(shè)備,包括運(yùn)動(dòng)控制器,驅(qū)動(dòng)器,視覺系統(tǒng)等。
實(shí)質(zhì)上,PLC是由微處理器,存儲(chǔ)器和各種外圍設(shè)備組成的加固控制設(shè)備。PLC通常使用IEC 61131-3,這是一套行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的編程語(yǔ)言,包括梯形圖。梯形邏輯,與電氣圖維護(hù)人員已經(jīng)熟悉的語(yǔ)言一樣,使PLC成為一種流行的選擇。大多數(shù)開發(fā)人員和維護(hù)人員都具有編程和梯形圖調(diào)試經(jīng)驗(yàn),限度地減少了培訓(xùn)需求。標(biāo)準(zhǔn)化的編程確保了機(jī)器的使用壽命,因?yàn)闄C(jī)器將來(lái)可以輕松維修,并且減少了對(duì)原始編程人員的依賴。PLC的主要限制是它們被設(shè)計(jì)來(lái)取代繼電器,定時(shí)器和I / O。當(dāng)它進(jìn)入運(yùn)動(dòng)控制和可視化領(lǐng)域時(shí),這使得它們的功能受到限制。
傳統(tǒng)的PLC通常依靠諸如智能驅(qū)動(dòng)器和獨(dú)立運(yùn)動(dòng)控制器的外圍設(shè)備來(lái)提供高級(jí)功能。這種運(yùn)動(dòng)控制體系結(jié)構(gòu)的潛在缺點(diǎn)是需要為每個(gè)設(shè)備維護(hù)單獨(dú)的程序。
在這種類型的控制方案中進(jìn)行未來(lái)的維護(hù)是非常困難的,因?yàn)镻LC的控制和運(yùn)動(dòng)控制器正在控制什么并不總是很明顯。在沒(méi)有正確文件的情況下,了解機(jī)器通常需要打開機(jī)柜,并使用萬(wàn)用表來(lái)連接,或通過(guò)筆記本電腦直接連接到外圍運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。如果維修人員不熟悉運(yùn)動(dòng)控制器使用的專有語(yǔ)言,則診斷過(guò)程可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)多的停機(jī)時(shí)間并增加費(fèi)用。
工業(yè)PC早于20世紀(jì)80年代中期推出,是高可靠性計(jì)算機(jī),其硬件和操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于承受工業(yè)環(huán)境中常見的振動(dòng),極端溫度和潮濕或灰塵等條件。對(duì)于使用Visual Basic,C#,C ++等自定義應(yīng)用程序編程的開發(fā)人員來(lái)說(shuō),工業(yè)PC為強(qiáng)大。使用工業(yè)PC可以提高靈活性,使用戶可以自由地使用預(yù)先構(gòu)建的API或通過(guò)預(yù)先構(gòu)建的API編寫自己的溝通驅(qū)動(dòng)程序。這種自由導(dǎo)致創(chuàng)建使用智能子系統(tǒng)的新穎應(yīng)用程序,這些子系統(tǒng)可能并不是初設(shè)計(jì)或初設(shè)計(jì)用于一起工作的。以智能驅(qū)動(dòng)器或多軸形式的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)控制器是智能子系統(tǒng)的示例。
運(yùn)動(dòng)控制器制造商通常會(huì)提供一個(gè)API,允許開發(fā)人員將動(dòng)作命令發(fā)送給控制器,從而限制了學(xué)習(xí)完整的單獨(dú)語(yǔ)言的需求。或者,一些開發(fā)人員會(huì)選擇利用運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功能,并使用本地嵌入式語(yǔ)言編寫設(shè)備程序,PC應(yīng)用程序需要這些復(fù)雜的程序運(yùn)行。
除了增加靈活性之外,這些應(yīng)用程序與傳統(tǒng)的PLC系統(tǒng)相比有許多優(yōu)點(diǎn) HMI(人機(jī)界面)內(nèi)置于控制應(yīng)用程序本身,減少了對(duì)可視化的附加設(shè)備的需求。另外,可以使用一種編程語(yǔ)言來(lái)控制所有的子系統(tǒng)。隨著機(jī)器老化,這個(gè)單一的PLC應(yīng)用程序也可能是一個(gè)重大的失敗。隨著組織的成熟或技術(shù)的變化,優(yōu)選的編程語(yǔ)言可能會(huì)發(fā)生變化,從而難以開發(fā),更改或維護(hù)較舊的應(yīng)用程序。另外,API不是任何組織規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),因此即使在使用相同的子系統(tǒng)時(shí),也不可能遷移到新的語(yǔ)言或操作系統(tǒng)。
運(yùn)動(dòng)控制器為設(shè)計(jì)人員提供了高度專業(yè)化的功能,用于控制和協(xié)調(diào)機(jī)器內(nèi)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)控制提供商已經(jīng)開發(fā)了基于智能驅(qū)動(dòng)器,PCI卡,以太網(wǎng)以及有史以來(lái)創(chuàng)建的所有現(xiàn)場(chǎng)總線的解決方案。集中式或分布式解決方案為機(jī)器設(shè)計(jì)人員提供了幾乎無(wú)盡的可能性,以便在性能,尺寸和成本方面構(gòu)建適合他們需求的系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō),運(yùn)動(dòng)控制器依賴專門的語(yǔ)言來(lái)定制運(yùn)動(dòng)命令。大多數(shù)運(yùn)動(dòng)控制器也已經(jīng)發(fā)展到包含一些通常與PLC相關(guān)的機(jī)器控制功能,如溫度監(jiān)控和離散I / O控制。
由于運(yùn)動(dòng)語(yǔ)言的專有性質(zhì),圍繞特定控制器設(shè)計(jì)的機(jī)器可能包含高級(jí)功能,但在擴(kuò)展時(shí)有時(shí)會(huì)受到限制。單PCB運(yùn)動(dòng)控制器無(wú)法輕松添加額外的運(yùn)動(dòng)控制軸,而無(wú)需從工廠訂購(gòu)新的設(shè)備?;诳偩€的運(yùn)動(dòng)控制器可以更靈活地添加軸,但是確??偩€同時(shí)被其他設(shè)備制造商廣泛使用并且在市場(chǎng)上的應(yīng)用越來(lái)越多,這一點(diǎn)非常重要。
將PLC,PC和運(yùn)動(dòng)控制器合并到一個(gè)設(shè)備中。PAC不需要單獨(dú)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)控制器,而是通過(guò)總線(如EtherCAT)提供多軸運(yùn)動(dòng)軌跡,同時(shí)驅(qū)動(dòng)器關(guān)閉電機(jī)周圍的本地PID回路。這種架構(gòu)不僅可以使整個(gè)系統(tǒng)采用IEC 61131-3進(jìn)行編程,而且還可以在單??一的開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行編程,從而獲得標(biāo)準(zhǔn)化編程的所有好處。當(dāng)PAC查詢驅(qū)動(dòng)器以確定故障模式時(shí),維護(hù)顯著減少。通過(guò)手動(dòng)的萬(wàn)用表讀取或直接連接到子設(shè)備,不需要打開一臺(tái)機(jī)器來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù),所有的信息都可以通過(guò)連接到一個(gè)PAC來(lái)訪問(wèn)。選擇PAC時(shí),選擇一個(gè)總線系統(tǒng)是非常重要的,這個(gè)系統(tǒng)可以在選擇器件時(shí)保持靈活性,并且可以經(jīng)受住時(shí)間的考驗(yàn)。支持EtherCAT作為其主要現(xiàn)場(chǎng)總線的PAC控制器還支持EtherNet / IP,OPC客戶端/服務(wù)器,Modbus TCP,PROFINET和PROFIBUS,確??刂破骶哂小懊嫦蛭磥?lái)”的特性,并且與當(dāng)前的工業(yè)設(shè)備兼容。