歷史上,在控制系統(tǒng)中具有明確定義的功能的運動控制器,可編程邏輯控制器(PLC)和工業(yè)個人計算機(jī)(PC)是獨立的部件。隨著可編程自動化控制器(PAC)的興起,運動控制器越來越難以與PLC區(qū)分開來。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,包括運動控制器,驅(qū)動器,視覺系統(tǒng)等。
實質(zhì)上,PLC是由微處理器,存儲器和各種外圍設(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,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,因為機(jī)器將來可以輕松維修,并且減少了對原始編程人員的依賴。PLC的主要限制是它們被設(shè)計來取代繼電器,定時器和I / O。當(dāng)它進(jìn)入運動控制和可視化領(lǐng)域時,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)動器和獨立運動控制器的外圍設(shè)備來提供高級功能。這種運動控制體系結(jié)構(gòu)的潛在缺點是需要為每個設(shè)備維護(hù)單獨的程序。
在這種類型的控制方案中進(jìn)行未來的維護(hù)是非常困難的,因為PLC的控制和運動控制器正在控制什么并不總是很明顯。在沒有正確文件的情況下,了解機(jī)器通常需要打開機(jī)柜,并使用萬用表來連接,或通過筆記本電腦直接連接到外圍運動系統(tǒng)。如果維修人員不熟悉運動控制器使用的專有語言,則診斷過程可能會導(dǎo)致過多的停機(jī)時間并增加費用。
工業(yè)PC早于20世紀(jì)80年代中期推出,是高可靠性計算機(jī),其硬件和操作系統(tǒng)設(shè)計用于承受工業(yè)環(huán)境中常見的振動,極端溫度和潮濕或灰塵等條件。對于使用Visual Basic,C#,C ++等自定義應(yīng)用程序編程的開發(fā)人員來說,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或通過預(yù)先構(gòu)建的API編寫自己的溝通驅(qū)動程序。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)計或初設(shè)計用于一起工作的。以智能驅(qū)動器或多軸形式的獨立運動控制器是智能子系統(tǒng)的示例。
運動控制器制造商通常會提供一個API,允許開發(fā)人員將動作命令發(fā)送給控制器,從而限制了學(xué)習(xí)完整的單獨語言的需求?;蛘?,一些開發(fā)人員會選擇利用運動系統(tǒng)的實時功能,并使用本地嵌入式語言編寫設(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 HMI(人機(jī)界面)內(nèi)置于控制應(yīng)用程序本身,減少了對可視化的附加設(shè)備的需求。另外,可以使用一種編程語言來控制所有的子系統(tǒng)。隨著機(jī)器老化,這個單一的PLC應(yīng)用程序也可能是一個重大的失敗。隨著組織的成熟或技術(shù)的變化,優(yōu)選的編程語言可能會發(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,也不可能遷移到新的語言或操作系統(tǒng)。
運動控制器為設(shè)計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)的運動。運動控制提供商已經(jīng)開發(fā)了基于智能驅(qū)動器,PCI卡,以太網(wǎng)以及有史以來創(chuàng)建的所有現(xiàn)場總線的解決方案。集中式或分布式解決方案為機(jī)器設(shè)計人員提供了幾乎無盡的可能性,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)。一般來說,運動控制器依賴專門的語言來定制運動命令。大多數(shù)運動控制器也已經(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。
由于運動語言的專有性質(zhì),圍繞特定控制器設(shè)計的機(jī)器可能包含高級功能,但在擴(kuò)展時有時會受到限制。單PCB運動控制器無法輕松添加額外的運動控制軸,而無需從工廠訂購新的設(shè)備。基于總線的運動控制器可以更靈活地添加軸,但是確??偩€同時被其他設(shè)備制造商廣泛使用并且在市場上的應(yīng)用越來越多,這一點非常重要。
將PLC,PC和運動控制器合并到一個設(shè)備中。PAC不需要單獨的獨立運動控制器,而是通過總線(如EtherCAT)提供多軸運動軌跡,同時驅(qū)動器關(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)動器以確定故障模式時,維護(hù)顯著減少。通過手動的萬用表讀取或直接連接到子設(shè)備,不需要打開一臺機(jī)器來訪問數(shù)據(jù),所有的信息都可以通過連接到一個PAC來訪問。選擇PAC時,選擇一個總線系統(tǒng)是非常重要的,這個系統(tǒng)可以在選擇器件時保持靈活性,并且可以經(jīng)受住時間的考驗。支持EtherCAT作為其主要現(xiàn)場總線的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怼钡奶匦?,并且與當(dāng)前的工業(yè)設(shè)備兼容。