客制化的自動化控制方案
——訪中達電通伺服與數控產品處總監李文建
http://www.debgrams.com 2012-09-27 16:38 來源：中達電通股份有限公司
運動控制技術追求的目標始終是高速、高精度。中國的運動控制技術已從早期的以單片機或微處理器或以專用芯片作為核心處理器，發展到了基于總線的以DSP和FPGA作為核心處理器的開放式運動控制器的上位控制系統。充分利用DSP的計算能力，進行復雜的運動規劃、高速實時多軸插補、誤差補償和更復雜的運動學、動力學計算，從而使得運動控制精度更高、速度更快、運動更加平穩，而系統結構的更加開放，使客制化的應用需求變得更加方便。
運動控制的發展應與行業需求緊密結合
中國是一個制造大國，細分行業的個性化需求較多，因此中國的運動控制技術發展與行業分布密切相關，控制器產品可以根據客戶的特殊工藝要求和技術要求進行個性化的定制，形成獨特的產品，在行業專屬性上有很大的優勢。中達電通股份有限公司伺服與數控產品開發處總監李文建先生認為，經過近幾年的應用與發展，國內運動控制器產品在硬件層面已經能與國外品牌相抗衡，有的甚至還更加先進。但在對底層軟件核心算法及二次開發平臺易用性的研究方面還存在著一定的差距。
李文建分析說，中國通用運動控制器（GMC）市場容量預計會在2014年達到10.65億美金，而CNC運動控制器市場規模將會達到12.39億美金。其市場增長的動力將主要集中在兩方面：一是行業升級換代帶來的運動控制產品升級，二是一些新興產業的迅速崛起，同樣為運動控制產品提供了新的拓展空間。
隨著國家產業結構的調整，以及全球產業進程的沖擊，國內的運動控制產品也在與行業緊密結合的過程面臨前所未有的挑戰。就運動控制技術發展來看，自動化企業正在通過整合來增加自己的競爭力。做驅動的公司會考慮在驅動器上增加控制功能，而做控制器的公司又會考慮和驅動器公司配套合作，甚至有些被其收購。更值得一提的是，運動控制技術越來越多地被整合在自動化控制這個更大的平臺上發展。
如今，臺達在運動控制領域已經形成系統化的解決方案，包括通用型伺服、運動控制卡、總線型CNC數控系統。“臺達目前的運動控制技術在滿足通用性技術覆蓋傳統行業方面有很完備的解決方案，并且在總線型產品架構方面走在了市場的前列，在某些產品領域已取得了與歐美主流廠牌相媲美的技術發展水平。”李文建介紹說。
“臺達的伺服系統已發展為通用型、智能型并重的解決方案。比如A2-M系列伺服，它是一款高分辨率網絡型伺服。支持CANopen運動總線，實現高速網絡通訊控制。運動控制卡采用臺達獨特的DMC-Net總線架構，相比市場主流的脈沖、模擬量的控制方式，在技術上有了大幅度的提升，同時為相關行業提供了系統化、高集成化的系統解決方案。”李文建在介紹這款先進的產品時，充滿著自豪感。
據李文建介紹，臺達數控系統也采用臺達獨特的DMC-Net總線架構，具有卓越的性能和安全性，不僅在裝配上容易、穩定性佳，在擴展上也更為彈性，傳輸數據可達20Mb/s，數據更新頻率最高可達2kHz。其內置64位高速雙CPU，可執行多任務處理提升運作效能。搭配臺達高速通訊型伺服，實現全數字化數據傳輸及提升噪聲抑制能力；配置高分辨率編碼器，解析精度達0.1μm，提升控制平滑及精準度。
運動控制結合過程控制，前景廣闊
在自動化技術迅速發展的同時，運動控制技術作為其關鍵組成部分，將會有前所未有的大發展，國內外各個廠家相繼推出運動控制的新技術、新產品。例如全閉環交流伺服驅動技術（Full Closed AC Servo）、直線電機驅動技術（Linear Motor Driving）、可編程序計算機控制器（Programmable Computer Controller，PCC）和運動控制卡（Motion Controlling Board）等幾項具有代表性的新技術。李文建認為，國家高新技術的開發與產業化，也為運動控制技術的發展提供了更大的發展空間和更加廣闊的市場。“運動控制技術如果要有廣闊的發展，必須要與過程控制相結合，依托過程控制廣闊的行業覆蓋，拓展技術、行業的覆蓋面，做到你中有我、我中有你、相輔相成，共同發展。”
“在運動控制方案越來越集成化的今天，選擇運動控制系統一定不能是單一產品，而應考慮對于行業、設備類型的技術結合層面，最好是選擇有很明顯行業技術特色的產品，一來保證了技術開發的可移植性，同時在行業內也容易形成統一的工藝開發平臺。”針對用戶如何選擇運動控制方案時，李文建如是建議。
李文建認為，對于運動控制廠商來說，一定要形成覆蓋自己全部產品面的總線解決方案，如果一個生產商的產品有多種的控制方式（串口、Ethernet、CANOpen、PROFIBUS等），相當于沒有形成合力，永遠處于沒有自身特色的單一產品，而主流大廠的產品均為單一總線形式覆蓋全系列產品，最大限度地滿足集成化需求。
臺達PCI-DMC-A01運動控制卡內建獨特的DMC-NET總線，可高速連接各種裝置，例如伺服馬達、步進馬達、遠端模塊、DD馬達，直線馬達等。所有裝置均掛到DMC-NET總線上，不必再配置針對不同驅動器的脈沖、模擬量、IO接口板，避免了接口類型太多帶來的系統兼容性和穩定性的問題。據李文建介紹，PCI-DMC-A01運動控制卡控制軸數最多可控制12軸，這是目前市場上控制軸數最高的，如果做超過8軸的工程項目，只采用一塊卡就可以，十分方便。總線型運動控制卡，大幅減少配線，從而提高了系統穩定性，降低了維護成本。
在軟件方面，運動控制廠商要采用分行業對應的方案、功能模塊、工藝模塊的分享工作，這樣對于客戶來說有非常大的吸引力，同時對于品牌在對應行業的口碑會有以點帶面的強大的滲透力量。據李文建介紹，在服務方面，臺達已經有很好的服務體系，無論是2小時的反應速度還是48小時的上門服務，均走在了業內領先的地位。
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