1、现场总线是一种控制系统框架
现场总线控制系统是建立在现场总线技术基础上的网络结构扁平化,具有开放性、可互操作性、常规控制功能彻底分散、有统一的控制策略组态方法的新一代的分散型控制系统。
2、现场总线运动控制系统的典型应用:
PC+独立数字运动控制器+执行机构=开放式运动控制系统
触摸屏+独立数字控制器+执行机构=开放式运动控制系统
上述两种结构是伺服控制系统的发展方向,也是运动控制技术的发展方向。 它能充分利用PC 机和触摸屏的资源,由第三方软件完成用户应用程序开发,将生成的程序指令传送给运动控制器由控制器不断转译产生更新的位置命令(运动曲线)并通过通信总线下传给驱动器,电机驱动器将控制电流传送给电机,这样完成命令所需定位。在一个多轴系统中,一个控制器可以控制多个电机或驱动器。伺服电机是主要的执行部件,完成具体动作。 总线将分散的有通信能力的测量控制设备、驱动控制设备作为网络节点,连接成能相互沟通信息,共同完成自控任务的控制网络至于存在的不确定性和实时性能欠佳的问题,已由于智能集线器的使用、主动切换功能的实现、优先权的引入以及双工的布线等,基本上得到了解决。通过提高数据传输速率,仔细地选择网络的拓扑结构及限制网络负载等,可将发生数据冲突的概率降到最低。
目前世界上也有一些国际组织从事推动以太网进入控制领域的工作。该标准将使网络能看到“对象”。
现场总线应用前沿
嵌入式网络化运动控制系统(NCS) 运动控制(伺服)就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理,使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。开放式结构的运动控制系统是一种模块化、可重构、可扩充的软硬件系统。
上图给出了嵌入式运动控制器的体系结构,从图中可以看出将运动控制器划分为网络通信模块和运动控制模块两个主要部分。其中,网络通信模块直接与Internet连接,并按照预先确定的通信协议从控制台那里取得控制命令,然后将命令交给运动控制模块。
运动控制模块则直接和电动机驱动器相连,它在对命令进行分析和判断之后,产生相应的电动机控制信号传送给电动机。另外,命令执行的结果也会返回给网络通信模块,由它再通过网络返回给控制台。
嵌入式运动控制器主要特点 :
1. 运动轴扩展 用子板(Daughter Board)在控制器上进行运动轴扩展。 可用Fiber Optic Network将多个控制器联网,可以控制更多轴。 步进轴(脉冲+方向)、伺服轴(模拟量指令+位置反馈)可混合配置。
2. 数字量输入、输出扩展
3. 模拟量输入、输出扩展
4. 位置反馈接口扩展(A/B/Z、SSI、SIN/COS)
5. 现场总线接口扩展:CAN、SERCOS、EtherNet、ProfiBus、DeviceNet、 ModBUS、HostLink等
“嵌入式以太网的现场设备以及嵌入的Internet服务器不久都将成为现实”这个来自Siemens Energy & Automation的网络产品经理Horst Kohlbert的预言提示工业即将进入现场控制级。
是未来控制网络的最佳解决方案,将会成为主导现场总线,但现场总线技术也绝对不会轻易退出已有的市场,各种现场总线之间可以互相取长补短,进一步完善。
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