运动控制是工厂自动化的核心技术,起源于早期的伺服控制。简单地说,运动控制就是对机械运动部件的位置和速度进行实时管理,使它们能够按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。
该技术可应用于需要精确定位控制或速度控制的工业机械和高精度数控机床。在对产品切割精度要求高的行业中,功能良好的运动控制系统是必不可少的,例如:汽车,太阳能,半导体,电子工业等。
运动控制系统的建立必须整合各种软硬件技术,这不仅需要理论性能评估,还需要考虑机器本身在实际运行中的运行特性。工业机器的操作能否进行,除了系统的基本功能要求包括控制每个轴的位置和速度。成本、系统稳定性、使用频率、保修服务、可扩展性以及与其他软件和硬件的兼容性都是评估运动控制系统的因素。
运动控制系统近年来,随着互联网的发展,开发了不同的运行模式。机器和设备可以连接到整个工厂设备,以便在运行过程中进行实时监控和操作。过去的PLC运动控制方式是由于PLC控制器也逐渐被基于PC的控制器所取代。
如果按结构划分控制器,目前业界看到的控制器大致可以分为两种:基于PLC的和基于PC的。基于PLC技术和基于PC的技术是自动控制领域的两种代表性控制技术,两者的技术起源和发展是完全不同的。
PLC于1970年代初生产,其主要功能只是简单的逻辑顺序控制功能。PLC一经出现,就以其高可靠性、小体积、直观的编程方式展现出强大的生命力,成为自动控制领域的主流产品。
基于PC的更多用于监控设备的运行状态。与基于PC的PLC相比,基于PLC具有配置灵活,体积小,对恶劣环境的适应性,抗干扰性强,可靠性高等优点,但在软件功能和系统开放性方面比基于PC的要差。
随着计算机技术和控制技术的不断发展,基于PLC和基于PC的优势正在相互吸收,以适应更多的应用。例如,PLC在包装设备中的应用远远超过基于PC的包装设备中的应用。基于PC是基于PC技术的控制系统。
最早的基于PC的控制系统是基于工业计算机的,基于PC的控制系统在计算、存储和软件开放方面具有优势。基于PLC和基于PC的技术特性存在明显差异。PLC体积小,功耗低,抗干扰能力强;可靠性高,平均故障率间隔可达50万甚至100万小时;它具有简单直观的编程模式。
基于PC的具有强大的计算能力,并具有开放标准的系统平台和PCI接口,美观且低成本的显示技术。但系统的可靠性稍差,例如,性能更好的IPC的平均故障间隔时间约为50,000小时。然而,随着PC和网络时代的到来,由于网络系统的基本特征,即高性能,低价格,系统开放性和基本优势,工业PC或基于PC的控制器逐渐取代了过去的主动工业自动化。控制区域中的 PLC。
由于基于PC的产品具有网络的基本特征,因此基于PC的控制器产品具有强大的生命力,一问即出就发展迅速。有人说,基于PC的控制器将取代传统的基于PLC的控制器。当然,必须首先解决安全与稳定问题。
近年来,这些问题已基本得到解决,基于PC的控制器在外观和可靠性方面可以与基于PLC的控制器相似。IEC61131-3编程语言标准的引入和广泛采用为基于PC的控制器的快速发展铺平了道路。这样,基于PC的控制器不仅具有PC的优势,而且具有传统PLC的优势。它可以无缝集成到互联网时代的信息系统中。
随着PC和网络的进步,许多与数字系统相关的应用也得到了迅速发展。单片机、数字信号处理器等具有高速计算速度的微控制器不断引入分布式控制系统,使各种应用系统逐渐走向专业化分工的趋势。其中,运动控制系统就是一个很好的案例。