運動控制為何要使用總線
工業(yè)設(shè)備的運動控制體系中，設(shè)備操控器與運動驅(qū)動器之間的接口首要分兩大類：
pto/模擬量接口
網(wǎng)絡(luò)通訊操控總線
近幾年，無論是看各大廠商發(fā)布的新產(chǎn)品，仍是看各主機廠和出產(chǎn)企業(yè)用戶的自動化設(shè)備，選用操控總線技能的運動控制產(chǎn)品正在被越
來越多的運用。
我從前一向以為這是運動控制功用不斷提高的原因，選用操控總線的方法完成運動控制能夠完成更高的運動控制功用。但我后來發(fā)現(xiàn)并
不是這樣的，因為，事實上許多十分的運控設(shè)備，經(jīng)過全閉環(huán)的pto或模擬量的操控，到達的運控功用（精度和動態(tài)功用）肯定碉堡總
線型運控體系，比方多軸模擬實驗渠道。從原理上也不難理解，總線技能畢竟是設(shè)備通訊技能，與單純的電脈沖信號構(gòu)成的電控回路比較，
經(jīng)過通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)操控回路，其操控速率和實時性必定是相對低的。這樣看來，設(shè)備其實是不會因為選用了總線操控就能夠到達更高
功用的。
那么，是什么原因，使得總線操控在設(shè)備的運動控制體系中越來越遍及了呢？這兒就簡略聊聊一些個人見解。
咱們上星期從前談過在工業(yè)運用中的運動控制的特色，高功用、高精尖并非工業(yè)出產(chǎn)的僅有方針，工業(yè)設(shè)備有必要一起考慮經(jīng)濟性、可
靠性以及夠用的功用。所以，個人覺得要討論這個操控總線的問題，就要從工業(yè)環(huán)境下運動控制體系的各個運用環(huán)節(jié)來談，將兩種操控方法
做些比較。
架構(gòu)
選用pto（或模擬量）操控運動軸，需求運用硬接線將每個軸的驅(qū)動器與操控器相銜接。這種物理銜接的方法使得操控體系架構(gòu)布局只
能是以操控器為中心的星型結(jié)構(gòu)。
選用總線操控時，無論是操控器仍是軸驅(qū)動器，每臺設(shè)備都是一個網(wǎng)絡(luò)通訊節(jié)點。其能夠運用的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是能夠十分靈敏的，比較
經(jīng)典的是下圖這種鏈式結(jié)構(gòu)。
線纜
從上面的拓撲圖的比較，現(xiàn)已能看到從星型拓撲到鏈式拓撲在電纜數(shù)量上的削減，但絕不僅僅這幾根電纜的作業(yè)，咱們需求從線纜運用
的全體運用體驗去看。
幻想下，在pto脈沖（或模擬量）操控時，從操控器到驅(qū)動器的線纜中，除了運動（速度、方位或扭矩）給定（脈沖或模擬量）用的幾
芯線外，常常還需求有其他輔助操控信號線，如：方向、使能、復(fù)位、ready等等。由此將會帶來的一些列相關(guān)的體系集成作業(yè)：體系原理
圖、操控器接線圖紙、驅(qū)動器接線圖紙、預(yù)制線纜各芯界說、接線查線作業(yè)等等，一起，因為線路接線節(jié)點較多，其潛在可能的毛病點也會
許多，設(shè)備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性危險也是比較大的。
而在運用總線操控時，一切的操控信號都經(jīng)過通訊的方法在總線上傳輸?shù)?，無論運用多少操控變量，驅(qū)動器和操控器的銜接都運用一致
的通訊電纜?，F(xiàn)在各種總線協(xié)議都現(xiàn)已將其運用的通訊電纜接口標準化了，因而使得上述的電纜集成作業(yè)量簡直為零；并且因為線纜接線節(jié)
點較少，設(shè)備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性也就提高了。
信息化
方才說了，假如運用pto或模擬量的操控方法，在操控器和驅(qū)動器之間的信號是經(jīng)過硬接線完成的，線芯的數(shù)量決議了能夠運用的傳輸
信號量，這使得操控器能夠讀寫驅(qū)動器的信息量遭到極大約束。
而假如運用總線操控，操控器根本上能夠把驅(qū)動器中的一切數(shù)據(jù)全部都讀取出來，也能夠隨時對驅(qū)動器內(nèi)的任何參數(shù)進行裝備。在當今
大談4.0、智能化、物聯(lián)網(wǎng)、iot的年代，其重要性就不必我多煩瑣了吧。
人機接口
在pto脈沖（模擬量）的體系中，因為驅(qū)動器和操控器是物理線路銜接，所以在編程、調(diào)試和操作保護時，假如要讀寫設(shè)備參數(shù)，只能
將調(diào)試終端（電腦或手操器）連到各軸驅(qū)動器。這就使得在項目施行時需求無數(shù)次插拔數(shù)據(jù)線、在各個驅(qū)動器參數(shù)表和操控器軟件界面之間
來回切換、在設(shè)備操控柜前跑來跑去......， 項目施行功率可想而知。
運用總線操控的運動控制體系，因為設(shè)備之間是經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)通訊銜接起來的，咱們能夠在設(shè)備的恣意一個網(wǎng)絡(luò)端口接入體系，一次接入、
運用一個軟件（無需在多個軟件之間來回切換），便能夠?qū)w系內(nèi)的任何一臺驅(qū)動器進行屢次繼續(xù)操作，無需重復(fù)接插，極大提高決議計劃
和施行的功率。
運維、確診
上面的信息化和人機接口帶來一個很實用的運用場景。
在pto脈沖（模擬量）體系中，各個驅(qū)動器的運轉(zhuǎn)狀況信息很少能被讀取到操控體系中。所以，讓咱們幻想下這樣的場景：
一臺驅(qū)動器毛病導(dǎo)致出產(chǎn)停機，在毛病確診的時分，需求花多少時刻在幾個盤柜、多臺設(shè)備中找到那臺毛病驅(qū)動器、從其面板讀取毛病
代碼，然后還需求經(jīng)過查找手冊了解毛病代碼意義，假如需求進一步排查驅(qū)動器運轉(zhuǎn)參數(shù)數(shù)據(jù)，依然得經(jīng)過驅(qū)動器上的按鍵去查閱或設(shè)定參
數(shù)。而假如，此刻還需求去排查多個驅(qū)動器設(shè)備，肯定是件十分蛋疼的作業(yè)。想想這開機率得遭到多大的影響。
當運用總線網(wǎng)絡(luò)將驅(qū)動器和操控器連起來，那么驅(qū)動器內(nèi)的任何數(shù)據(jù)將都能夠被上位機讀取，咱們能夠從上位機獲取的報警中敏捷定位
毛病驅(qū)動器的確診信息，并對其進行快速深化的排查和操作，更重要的是，咱們將有才能對整臺設(shè)備的恣意一個或多個點的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)（包含
歷史數(shù)據(jù)）進行剖析、比對和排查。這將極大提高設(shè)備確診功率，縮短設(shè)備停機時刻。
當然，要完成這些智能化確診的功用，是需求別的做體系集成的；但假如沒有網(wǎng)絡(luò)，這根本沒戲。
設(shè)備布線長
許多設(shè)備的電機安置是很渙散的，許多電機離操控柜的間隔很遠，pto脈沖和模擬量操控運用的線纜是不答應(yīng)很長的（一般也就幾米）
，在這種情況下，就只能將驅(qū)動器和操控器近間隔會集安置，這樣電機電纜就會很長，一起假如傳動軸許多，盤柜體積必定不小。帶來的成
果不僅是盤柜和線纜的高本錢，幻想下那么多動力電纜恰似許多無線電發(fā)射天線相同，會對設(shè)備形成極大的emc噪聲損害。
選用網(wǎng)絡(luò)總線體系，驅(qū)動器到操控器的間隔能夠答應(yīng)到幾百米，驅(qū)動器能夠就近安置在離電機較近的方位，然后各個驅(qū)動器經(jīng)過鏈式拓
撲和操控器銜接在體系中。一方面節(jié)約線纜本錢，另一方面削減了不少動力線纜攪擾源，提高設(shè)備emc特性。
通訊總線在運動控制體系中的運用場景可能還有許多，因為篇幅的聯(lián)系，在這兒就不一一舉例了。但總的來說，總線技能在運動控制的
運用往往都和提高運動控制功用沒太大聯(lián)系
在工業(yè)運用場合的運動控制中，更多時分遇到的應(yīng)戰(zhàn)首要仍是體現(xiàn)在運用的雜亂。這兒說的雜亂性，指的是很多的運動軸數(shù)、雜亂的設(shè)
備動作（運動曲線）、以及各個部件的之間錯綜雜亂的彼此運動聯(lián)系。而在這種情況下，比較脈沖（或模擬量）的操控方法，選用總線技能
的體系運用集成的施行進程將被極大的簡化，比方：安裝、布線、接線、編程、曲線規(guī)劃、裝備、調(diào)試等等。
我個人的觀念，假如是通用自動化的運用，運動軸數(shù)較多時，即便各軸都是獨立定位，仍是主張選用帶有總線接口的產(chǎn)品；而假如運用
中有比較多的多軸協(xié)同動作（如插補、凸輪等），那么就要選用帶有時鐘同步的運控總線產(chǎn)品了。