客制化的自動(dòng)化控制方案

運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)追求的目標(biāo)始終是高速、高精度。中國(guó)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)已從早期的以單片機(jī)或微處理器或以專(zhuān)用芯片作為核心處理器，發(fā)展到了基于總線的以DSP和FPGA作為核心處理器的開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)控制器的上位控制系統(tǒng)。充分利用DSP的計(jì)算能力，進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、高速實(shí)時(shí)多軸插補(bǔ)、誤差補(bǔ)償和更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)計(jì)算，從而使得運(yùn)動(dòng)控制精度更高、速度更快、運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)，而系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的更加開(kāi)放，使客制化的應(yīng)用需求變得更加方便。

中達(dá)電通伺服與數(shù)控產(chǎn)品處總監(jiān)李文建

運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展應(yīng)與行業(yè)需求緊密結(jié)合

中國(guó)是一個(gè)制造大國(guó)，細(xì)分行業(yè)的個(gè)性化需求較多，因此中國(guó)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展與行業(yè)分布密切相關(guān)，控制器產(chǎn)品可以根據(jù)客戶(hù)的特殊工藝要求和技術(shù)要求進(jìn)行個(gè)性化的定制，形成獨(dú)特的產(chǎn)品，在行業(yè)專(zhuān)屬性上有很大的優(yōu)勢(shì)。中達(dá)電通股份有限公司伺服與數(shù)控產(chǎn)品開(kāi)發(fā)處總監(jiān)李文建先生認(rèn)為，經(jīng)過(guò)近幾年的應(yīng)用與發(fā)展，國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)控制器產(chǎn)品在硬件層面已經(jīng)能與國(guó)外品牌相抗衡，有的甚至還更加先進(jìn)。但在對(duì)底層軟件核心算法及二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)易用性的研究方面還存在著一定的差距。

李文建分析說(shuō)，中國(guó)通用運(yùn)動(dòng)控制器（GMC）市場(chǎng)容量預(yù)計(jì)會(huì)在2014年達(dá)到10.65億美金，而CNC運(yùn)動(dòng)控制器市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)達(dá)到12.39億美金。其市場(chǎng)增長(zhǎng)的動(dòng)力將主要集中在兩方面：一是行業(yè)升級(jí)換代帶來(lái)的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品升級(jí)，二是一些新興產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，同樣為運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品提供了新的拓展空間。

隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，以及全球產(chǎn)業(yè)進(jìn)程的沖擊，國(guó)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品也在與行業(yè)緊密結(jié)合的過(guò)程面臨前所未有的挑戰(zhàn)。就運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展來(lái)看，自動(dòng)化企業(yè)正在通過(guò)整合來(lái)增加自己的競(jìng)爭(zhēng)力。做驅(qū)動(dòng)的公司會(huì)考慮在驅(qū)動(dòng)器上增加控制功能，而做控制器的公司又會(huì)考慮和驅(qū)動(dòng)器公司配套合作，甚至有些被其收購(gòu)。更值得一提的是，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)越來(lái)越多地被整合在自動(dòng)化控制這個(gè)更大的平臺(tái)上發(fā)展。

如今，臺(tái)達(dá)在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域已經(jīng)形成系統(tǒng)化的解決方案，包括通用型伺服、運(yùn)動(dòng)控制卡、總線型CNC數(shù)控系統(tǒng)。“臺(tái)達(dá)目前的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)在滿(mǎn)足通用性技術(shù)覆蓋傳統(tǒng)行業(yè)方面有很完備的解決方案，并且在總線型產(chǎn)品架構(gòu)方面走在了市場(chǎng)的前列，在某些產(chǎn)品領(lǐng)域已取得了與歐美主流廠牌相媲美的技術(shù)發(fā)展水平。”李文建介紹說(shuō)。

“臺(tái)達(dá)的伺服系統(tǒng)已發(fā)展為通用型、智能型并重的解決方案。比如A2-M系列伺服，它是一款高分辨率網(wǎng)絡(luò)型伺服。支持CANopen運(yùn)動(dòng)總線，實(shí)現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)通訊控制。運(yùn)動(dòng)控制卡采用臺(tái)達(dá)獨(dú)特的DMC-Net總線架構(gòu)，相比市場(chǎng)主流的脈沖、模擬量的控制方式，在技術(shù)上有了大幅度的提升，同時(shí)為相關(guān)行業(yè)提供了系統(tǒng)化、高集成化的系統(tǒng)解決方案。”李文建在介紹這款先進(jìn)的產(chǎn)品時(shí)，充滿(mǎn)著自豪感。

據(jù)李文建介紹，臺(tái)達(dá)數(shù)控系統(tǒng)也采用臺(tái)達(dá)獨(dú)特的DMC-Net總線架構(gòu)，具有卓越的性能和安全性，不僅在裝配上容易、穩(wěn)定性佳，在擴(kuò)展上也更為彈性，傳輸數(shù)據(jù)可達(dá)20Mb/s，數(shù)據(jù)更新頻率最高可達(dá)2kHz。其內(nèi)置64位高速雙CPU，可執(zhí)行多任務(wù)處理提升運(yùn)作效能。搭配臺(tái)達(dá)高速通訊型伺服，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化數(shù)據(jù)傳輸及提升噪聲抑制能力；配置高分辨率編碼器，解析精度達(dá)0.1μm，提升控制平滑及精準(zhǔn)度。

運(yùn)動(dòng)控制結(jié)合過(guò)程控制，前景廣闊

在自動(dòng)化技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，將會(huì)有前所未有的大發(fā)展，國(guó)內(nèi)外各個(gè)廠家相繼推出運(yùn)動(dòng)控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。例如全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)（Full Closed AC Servo）、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)（Linear Motor Driving）、可編程序計(jì)算機(jī)控制器（Programmable Computer Controller，PCC）和運(yùn)動(dòng)控制卡（Motion Controlling Board）等幾項(xiàng)具有代表性的新技術(shù)。李文建認(rèn)為，國(guó)家高新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，也為運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展提供了更大的發(fā)展空間和更加廣闊的市場(chǎng)。“運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)如果要有廣闊的發(fā)展，必須要與過(guò)程控制相結(jié)合，依托過(guò)程控制廣闊的行業(yè)覆蓋，拓展技術(shù)、行業(yè)的覆蓋面，做到你中有我、我中有你、相輔相成，共同發(fā)展。”

“在運(yùn)動(dòng)控制方案越來(lái)越集成化的今天，選擇運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)一定不能是單一產(chǎn)品，而應(yīng)考慮對(duì)于行業(yè)、設(shè)備類(lèi)型的技術(shù)結(jié)合層面，最好是選擇有很明顯行業(yè)技術(shù)特色的產(chǎn)品，一來(lái)保證了技術(shù)開(kāi)發(fā)的可移植性，同時(shí)在行業(yè)內(nèi)也容易形成統(tǒng)一的工藝開(kāi)發(fā)平臺(tái)。”針對(duì)用戶(hù)如何選擇運(yùn)動(dòng)控制方案時(shí)，李文建如是建議。

李文建認(rèn)為，對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制廠商來(lái)說(shuō)，一定要形成覆蓋自己全部產(chǎn)品面的總線解決方案，如果一個(gè)生產(chǎn)商的產(chǎn)品有多種的控制方式（串口、Ethernet、CANOpen、PROFIBUS等），相當(dāng)于沒(méi)有形成合力，永遠(yuǎn)處于沒(méi)有自身特色的單一產(chǎn)品，而主流大廠的產(chǎn)品均為單一總線形式覆蓋全系列產(chǎn)品，最大限度地滿(mǎn)足集成化需求。

臺(tái)達(dá)PCI-DMC-A01運(yùn)動(dòng)控制卡內(nèi)建獨(dú)特的DMC-NET總線，可高速連接各種裝置，例如伺服馬達(dá)、步進(jìn)馬達(dá)、遠(yuǎn)端模塊、DD馬達(dá)，直線馬達(dá)等。所有裝置均掛到DMC-NET總線上，不必再配置針對(duì)不同驅(qū)動(dòng)器的脈沖、模擬量、IO接口板，避免了接口類(lèi)型太多帶來(lái)的系統(tǒng)兼容性和穩(wěn)定性的問(wèn)題。據(jù)李文建介紹，PCI-DMC-A01運(yùn)動(dòng)控制卡控制軸數(shù)最多可控制12軸，這是目前市場(chǎng)上控制軸數(shù)最高的，如果做超過(guò)8軸的工程項(xiàng)目，只采用一塊卡就可以，十分方便�？偩�型運(yùn)動(dòng)控制卡，大幅減少配線，從而提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了維護(hù)成本。

在軟件方面，運(yùn)動(dòng)控制廠商要采用分行業(yè)對(duì)應(yīng)的方案、功能模塊、工藝模塊的分享工作，這樣對(duì)于客戶(hù)來(lái)說(shuō)有非常大的吸引力，同時(shí)對(duì)于品牌在對(duì)應(yīng)行業(yè)的口碑會(huì)有以點(diǎn)帶面的強(qiáng)大的滲透力量。據(jù)李文建介紹，在服務(wù)方面，臺(tái)達(dá)已經(jīng)有很好的服務(wù)體系，無(wú)論是2小時(shí)的反應(yīng)速度還是48小時(shí)的上門(mén)服務(wù)，均走在了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的地位。