當您接到新的運動控制項目,您立刻想到的是應該使用網絡將各種自動化元件連接起來,但是在眾多花樣翻新的網絡之中,該如何選擇正確的網絡呢?
我們可將網絡歸納為三個主要類別:1)通用現場總線網絡、2)混合網絡、3)運動控制總線。
廣義上來講,通用現場總線網絡可在需要時發送即時信息。這樣就使得網絡帶寬得到了佳利用。
混合網絡的目的是將通用網絡的靈活性和運動控制的可預測時序結合在一起。它支持在分布式時鐘下的計劃和非計劃混合通信流量。可在低周期率(例如1 kHz)下將命令值發送到一定數量的軸。 經由網絡使環路閉合在混合網絡中通常不可行,但它們會發出請求 - 尤其是已經在工廠級使用的網絡中。
運動控制總線會在各節點通過中央控制器重新構建時鐘。其具備兩大優勢。首先,它可以度量變更輸入的時間(<1μs)或控制設置輸出的時間。其次,它允許使用可預測時序進行位置測量和執行命令值。這對于通過網絡使環路閉合有著至關重要的作用。為終獲得的傳感器/執行器性能,某些網絡提供了I/O接口,可為傳動提供與時間和位置相關的控制功能,并貫穿于整個邏輯門。
運動控制總線可獲得的周期更新
率取決于網絡加載和控制器的處理能力;在1 kHz下與100個單軸節點進行通信,或在10 kHz下操作10個單軸節點,被認為是真正運動控制總線的指標。請注意,盡管周期率被認為是行業優勢數值,但是控制延遲更為重要,因此請確保向供應商咨詢 - 尤其是在您打算通過網絡閉合環路時。
選擇過程
明確您的網絡需求 - 確定您是否真的需要具備特定運動控制性能的網絡。
如果對于時序、延遲、吞吐量、同時性或確定性沒有要求,那么普通的基于以太網的網絡總線就足夠了。
然而,如果對于這些性能有較高要求,則需要配備具有特定運動控制功能的網絡。使用網絡傳送位置信息的一些優勢在于:可使用網絡執行軸間鏈接;無需對于任何傳動功能進行硬接線;以及可通過確定性時序執行所有傳動。確定了網絡運動控制具有優勢之后,那么何種運動控制總線才是適合的?這需要具體情況具體分析。
考慮因素
●該設備是否主要為通用自動化應用設備,并需要進行某些協同運動?如果是,可單獨使用混合網絡來實現整個機器的自動化,前提是網絡具備足夠的帶寬,且具備周期性操作位置目標的能力。
● 當軸數量過高時、當測量、檢測或校正需要與傳動相關的I/O時、當在軟件中需要連接多個軸時、或者當執行協調轉換時,混合網絡均會出現流量不足現象。這些均不適用于需要通過網絡來閉合位置環路的應用。
●對于這些應用,運動控制總線則變得至關重要。在某些情況下,將真運動控制總線應用于傳動,并將另外的通用網絡應用于I/O,則更為理想。
其他影響傳動網絡選擇的因素包括:
●是否整個系統都源自同一個供應商?如果是,那么好從該供應商處選擇網絡,并由其負責網絡的運轉。
●如果同一網絡上結合使用了不同供應商的網絡設備,那么必須提出實際的策略以確保設備間的協同性。不能想當然地以為由于設備是按公共發行標準設計的,那么它們在開箱后即可連接使用。
●后,確認通常的額定電源是否支持適當的傳動(伺服器、分配器和整流器)。
如今,OEM具有一系列100Mbit網絡可供選擇,以滿足運動控制的需求。每種網絡均是為一類特定應用而設計的,因此人們可以在明確機器運動控制特性的基礎上,選擇與其特性相匹配的傳動網絡。(文/Robert Pearce、Mary McKeow)