1、現場總線是一種控制系統框架
現場總線控制系統是建立在現場總線技術基礎上的網絡結構扁平化,具有開放性、可互操作性、常規控制功能徹底分散、有統一的控制策略組態方法的新一代的分散型控制系統。
2、現場總線運動控制系統的典型應用:
PC+獨立數字運動控制器+執行機構=開放式運動控制系統
觸摸屏+獨立數字控制器+執行機構=開放式運動控制系統
上述兩種結構是伺服控制系統的發展方向,也是運動控制技術的發展方向。 它能充分利用PC 機和觸摸屏的資源,由第三方軟件完成用戶應用程序開發,將生成的程序指令傳送給運動控制器由控制器不斷轉譯產生更新的位置命令(運動曲線)并通過通信總線下傳給驅動器,電機驅動器將控制電流傳送給電機,這樣完成命令所需定位。在一個多軸系統中,一個控制器可以控制多個電機或驅動器。伺服電機是主要的執行部件,完成具體動作。 總線將分散的有通信能力的測量控制設備、驅動控制設備作為網絡節點,連接成能相互溝通信息,共同完成自控任務的控制網絡至于存在的不確定性和實時性能欠佳的問題,已由于智能集線器的使用、主動切換功能的實現、優先權的引入以及雙工的布線等,基本上得到了解決。通過提高數據傳輸速率,仔細地選擇網絡的拓撲結構及限制網絡負載等,可將發生數據沖突的概率降到最低。
目前世界上也有一些國際組織從事推動以太網進入控制領域的工作。該標準將使網絡能看到“對象”。
現場總線應用前沿
嵌入式網絡化運動控制系統(NCS) 運動控制(伺服)就是對機械運動部件的位置、速度等進行實時的控制管理,使其按照預期的運動軌跡和規定的運動參數進行運動。開放式結構的運動控制系統是一種模塊化、可重構、可擴充的軟硬件系統。
上圖給出了嵌入式運動控制器的體系結構,從圖中可以看出將運動控制器劃分為網絡通信模塊和運動控制模塊兩個主要部分。其中,網絡通信模塊直接與Internet連接,并按照預先確定的通信協議從控制臺那里取得控制命令,然后將命令交給運動控制模塊。
運動控制模塊則直接和電動機驅動器相連,它在對命令進行分析和判斷之后,產生相應的電動機控制信號傳送給電動機。另外,命令執行的結果也會返回給網絡通信模塊,由它再通過網絡返回給控制臺。
嵌入式運動控制器主要特點 :
1. 運動軸擴展 用子板(Daughter Board)在控制器上進行運動軸擴展。 可用Fiber Optic Network將多個控制器聯網,可以控制更多軸。 步進軸(脈沖+方向)、伺服軸(模擬量指令+位置反饋)可混合配置。
2. 數字量輸入、輸出擴展
3. 模擬量輸入、輸出擴展
4. 位置反饋接口擴展(A/B/Z、SSI、SIN/COS)
5. 現場總線接口擴展:CAN、SERCOS、EtherNet、ProfiBus、DeviceNet、 ModBUS、HostLink等
“嵌入式以太網的現場設備以及嵌入的Internet服務器不久都將成為現實”這個來自Siemens Energy & Automation的網絡產品經理Horst Kohlbert的預言提示工業即將進入現場控制級。
是未來控制網絡的最佳解決方案,將會成為主導現場總線,但現場總線技術也絕對不會輕易退出已有的市場,各種現場總線之間可以互相取長補短,進一步完善。
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