對運動控制而言，應用程序給數字總線帶來了可靠性

　　連線消失

　　“在更大型的運動控制系統中，設備間的數字總線是進行通信的一種最佳方式，硬電線將會導致不必要的復雜性或與靈活性相比，其需要更多的I/O端口，”位于阿拉巴馬州伯，明翰 先進機械自動化公司電氣工程師Jason Woyak說，“基于數字總線傳輸的十足數據量優于硬電線。

　　先進機械自動化公司制造了大量各類機器，包括印刷機、送料機和堆垛機。它還建立了定制機器，范圍從臺面鋸床機器或滅火器灌裝站到貨車車軸粘合機。

　　某個供應商關于布線開支的意見與Woyak觀點一致，還引用了其他原因走向數字世界。“在有連接設備的系統中，多點數字 接口如以太網，比點對點布線方案具有更低的生產成本，” Delta 計算機系統公司 (www.deltamotion.com)的市場部經理Bill Savela說，“數字網絡需要的連接更少，具有更好的可靠性。因為每個電氣接觸點都可能是一個潛在的故障點。當硬件問題確實發生時，相比與那些使用點對 點或模擬連接的系統，基于網絡的系統更易于調試和修復。”

　　運動網絡所解決的維護問題對設備制造商特別重要。位于北卡羅來納州，格林斯博羅的系統集成商，集成運動公司 的工程部副總裁Jim Mullins指出，“走向數字化導致布線的減少，產生更高的MTBF(平均故障間隔)，因而有更少的故障點”。

　　集成運動公司設計的眾多系統使用B&R工業自動化公司的組件。毫不奇怪的是，當數字總線帶來利潤的時候，集成商 和供應商都站在同一戰線上。“用數字總線取代機器控制器、運動控制器和驅動器中的硬電線控制電路將大大減少布線，排除潛在的錯誤故障點和增加抗噪聲性 能。” B&R公司 自動化技術部負責人Robert Muehlfellner說。

　　特征比比皆是

　　當硬電線系統發生故障時，尋找問題的根源可能是一個真正的挑戰。對于許多廠商來說，走向數字化的主要優勢是具有更好的診 斷。“隨著我們數字化網絡的發展，在操作臺上的診斷變得很顯著。” 位于俄亥俄州，梭倫的Bardons & Oliver公司 工程部副經理Rick Moscarino宣稱。

　　Bardons & Oliver公司制造數控車床和旋轉頭切割機(如圖1)，也是機器人集成商。Moscarino說：“應用程序狀態，包括發送機負載、速度和警告消息都在 很容易地被操作人員掌握，調試更加直觀，為終端用戶和OEM廠商節省了時間和資金。最重要的是，該診斷信息能被集成到控制系統中。”

　　設置可能是消耗時間的，Moscarino解釋說：“但是我們技術員都經過培訓，由于他們具有一定的經驗，這已經成為了次要問題，在場地發生故障的情況下，重新啟動已經相當簡單，我們通常可以通過電話來支持終端用戶。”

　　EtherCat技術集團 PE,PMP,北美代表Joey Stubbs對數字運動控制網絡的其他診斷優勢給出詳述。“隨著數字接口的發展，控制系統可以定期監視每個內部寄存器，以顯示溫度、電流、故障代碼、總線 電壓、編碼器故障和電線中斷，”Stubbs說，“可以檢查如制造商、固件修訂號和序列號等信息，以確保交換組件與合適的替代品交換。”

　　另一個供應商認為： “隨著數字化網絡的發展，驅動配置和維護可以通過主要控制器直接管理，”Rockwell自動化公司Logix運動市場部經理Robert Hirschinger說：“這有助于支持目錄數字配置和減輕驅動固件更新。在控制器級上可以得到大量的驅動診斷和狀態信息。具有大型網絡驅動的OEMs 廠商從單個連接點易于監視、維護和配置這些信息。

　　現代高性能的數字網絡通過板卡傳遞功能。Yaskawa 美國電子運動應用工程部高級經理Bill Faber說，“在應用中，運動總線使控制類型更加靈活，如伺服放大器中關閉所有循環的能力，包括計算、扭轉、速度和位置。一個OEM廠商現在可以使用機 器控制器提供軌跡，具有較高的性能。因為當今的伺服放大器提供極高的帶寬，還有先進算法，如自動振動抑制和自適應調整。”

　　分布式控制

　　對于許多廠商來說，數字總線優于硬電線的最大優點是它使分布式控制成為可能。分布式控制系統可以使用運動控制器來執行許 多局部控制功能，還有機動車速度的閉環控制。用許多運動控制器提供的數字和模擬I/O實現功能。這些先進控制器不僅有I/O，它們還包括局部實時控制的編 程功能。

　　在主要控制器、運動控制器、其他類型遠程控制器和遠程I/O間使用高度數字化網絡進行連接是可能的。分布式控制的強大形式使硬布線降低到最低限度。

　　盡管用硬電線，而不是用數字網絡來實現分布式控制也是可能的，但實際上，這沒有任何意義。分布式網絡需要在控制器和I/O間不斷地與大量數據通信。通過數字運動總線很容易實現，但用硬電線實現是很困難的。

　　位于馬薩諸塞州，富蘭克林的Speedline科技公司 ，負責制造印刷電路板組裝的自動化處理機器，包括焊膏打印機、材料飲水機、微波爐和清潔機。

　　其模具打印機和飲水機通過CANopen總線協議實現分布式控制。每個機器至少有15個運動軸和50個I/O口。I/O 口主要是數字化的，與幾個模擬點混合。一臺電腦提供監督控制，在每個軸上有一個智能運動控制器。約15個左右CANopen使能運動控制器處理局部運動控 制和I/O接口。如果需要，向運動控制器提供額外的CANopen總線I/O模塊。

　　“智能控制器允許我們以局部程度對實時集中任務進行控制，以減輕主機電腦上的負擔。”Speedline公司主電氣工程師John Klauser解釋說。