PC推進了驅動控制技術

隨著其功能的增長，PC繼續(xù)加速向工業(yè)自動化市場的擴展。結果：它將在2000年之前協(xié)調(diào)越來越多的控制任務。但問題仍然存在。我們將如何處理所有計算能力?工程師如何克服阻礙計算機控制的伺服驅動機械的障礙 - 推進最先進的自動化系統(tǒng)所需的大量軟件?簡而言之，我們?nèi)绾尾拍茏钣行У乩眠@項技術來提高我們公司的生產(chǎn)力和盈利能力?

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電子產(chǎn)品走上舞臺。要回答這些問題，回顧一下可能會有所幫助。在20世紀70年代后期，微處理器技術實現(xiàn)了足夠的功率，可用于運動控制應用。與其他運動控制選擇相比，微處理器控制的伺服電機具有許多優(yōu)點：出色的扭矩/速度傳遞，定位精度和限制扭矩的能力。在基于微處理器的完全伺服控制系統(tǒng)中，定期監(jiān)控位置，扭矩和速度，在某些系統(tǒng)中，

設計工程師越來越多地使用這種系統(tǒng)來實現(xiàn)比以往更大的靈活性，運行速度，精度和可靠性。在工廠自動化應用中，基于伺服的電子運動控制在傳統(tǒng)的機械傳動方式以及“低技術”驅動系統(tǒng)替代方案(如步進電機和交流和直流電機)方面穩(wěn)步上升。

這種技術的迅速出現(xiàn)為設計工程師帶來了復雜且常常令人困惑的選擇。一些供應商選擇專注于低成本產(chǎn)品，以用于大批量應用。通常，此類系統(tǒng)會犧牲功能和性能來實現(xiàn)嚴格的價格目標。其他供應商決定提供能夠在一個技術領域推動最新技術而犧牲另一個技術領域的產(chǎn)品。

在ORMEC，我們專注于多軸應用，用于高速，面向生產(chǎn)線的自動化。我們認為這樣的系統(tǒng)可提供出色的伺服性能，并具有可輕松集成到各種工廠自動化環(huán)境中的功能。

到目前為止，大多數(shù)自動化控制都依賴于專有硬件和軟件。但是，最終用戶對開放標準的興趣越來越大。目標：鼓勵使用商業(yè)硬件和軟件，消除非標準接口，降低集成成本，并簡化設備的診斷和可維護性。

幾個月前，通用汽車，福特和克萊斯勒的一個小組制作了一份白皮書，描述了開放式模塊化架構控制器(OMAC)各種元素的要求。報告指出，汽車制造應用的需求可以在以下標題下進行檢查：安全和責任，生命周期成本，靈活性，連接性，維護和培訓。

從硬件和軟件的角度來看，OMAC將“鼓勵使用商業(yè)標準”?？刂破鞯挠布偩€結構必須是事實上的標準(VMEbus或某些形式的PC總線架構，如ISA，EISA或PCI是首選)。人機界面必須支持普遍接受的，易于配置的圖形用戶界面。必須使用IEC-1131-3標準編程語言對離散I / O邏輯進行編程。

從這個角度來看，IBM PC兼容架構的誘惑是可以理解的。它是事實上的標準，由于其市場主導地位，它還擁有世界上最大的軟件應用程序基礎。

PC控制器要求。雖然PC在工廠車間取得了很多進展，但它在實際控制方面的收益卻有限。為什么?因為它缺乏任何自動化控制器所需的“工業(yè)特性”。今天和明天的微處理器的額外速度和功率將部分彌補這些缺陷。

工業(yè)控制中使用的計算機應包含安全和責任功能，如看門狗定時器，緊急停止輸入和無故障輸出。這些功能可以保證用戶，如果計算機停止正常運行，或者緊急停止電路跳閘，將釋放無故障輸出，從而使機器安全停止。

在工業(yè)控制器中，越小越好。當今PLC中的標準包裝是面板安裝的，帶有前裝式可拆卸適配器模塊。工業(yè)控制器通?？梢栽?攝氏度到50攝氏度的溫度下工作，并且可以承受相當大的沖擊和振動。工業(yè)PC必須符合相同的基準。

MS-DOS是一個單任務操作系統(tǒng);工業(yè)控制需要多任務處理。工業(yè)控制器通常包含高度可靠，先發(fā)制人的多任務內(nèi)核。它們以相當?shù)偷某杀咎峁┻@些功能，同時需要相對適中的資源，例如RAM存儲器。

由于停機成本高，可靠性和可維護性在工業(yè)控制中至關重要。諸如風扇和磁盤驅動器之類的旋轉部件通常被認為是系統(tǒng)中最不可靠的部件，并且必須盡可能避免。

非易失性存儲器提供了PLC用戶長期享受的便利功能。這允許機器設置參數(shù)在沒有特殊編程努力的情況下經(jīng)受停電。

計算機未來的力量。在某些情況下，工業(yè)計算機具有這樣的特征，但是價格溢價通常是令人望而卻步的。摩爾定律與開放標準的結合，加上商業(yè)硬件和軟件的可用性，大大降低了這一溢價。

我們的新ORION系列是ORMEC的重要一步，但我們認為這些新控制器只是IBM-PC架構將取得重大進展的時代的一部分。例如，毫無疑問，他們將繼續(xù)將基于伺服電機的控制擴展到工業(yè)自動化控制市場。

我們還認為基于伺服電機的運動控制將在通用工廠自動化市場中以每年8-10%的速度增長。由于在靈活性，速度，準確性，可測量性，可靠性和成本方面的優(yōu)勢，它將繼續(xù)取代機械傳動裝置。

伺服反饋將繼續(xù)在基于編碼器和旋轉變壓器的系統(tǒng)之間進行分配。由于其定位精度和響應速度，編碼器將在工廠自動化市場中為70%的應用提供服務，并且需要30%。解析器反饋將在30%的應用程序中使用，并且需要10%。這種使用源于極端溫度，沖擊和振動等環(huán)境因素，或電機/旋轉變壓器內(nèi)部和周圍的高污染物。

開放式數(shù)字通信標準(如DeviceNet(TM)，Profibus，Interbus-S和以太網(wǎng))將在工廠中得到廣泛認可。反過來，這將削弱在大型PLC上運行的專有工廠網(wǎng)絡的主導地位。

所有這一切意味著運動控制器和其他工業(yè)計算機之間的區(qū)別將進一步模糊，其成本將繼續(xù)逐漸降低。更重要的是，它們將提供更多的功能，特性和易用性。在未來幾年內(nèi)，相同的基于PC的工業(yè)運動控制器將執(zhí)行多項任務：自動化控制，運動控制，人機界面和工廠網(wǎng)絡通信。

隨著這種趨勢，軟件將需要幾何增長，以提供用戶所需的增加的功能和易用性。該軟件將由多家供應商提供，這些供應商專注于跨供應商軟件兼容性統(tǒng)一的不同應用程序。獨立供應商將支持操作系統(tǒng)，編程標準(包括IEC-1131)，運動控制，圖形人機界面，統(tǒng)計過程控制和開放式工廠網(wǎng)絡通信。

顯然，開放標準在我們對未來的看法中起著重要作用。獲得多個供應商廣泛支持的事實標準的出現(xiàn)對于創(chuàng)建一個允許這一愿景出現(xiàn)的環(huán)境至關重要。

IBM-PC兼容架構將推動運動控制系統(tǒng)的未來發(fā)展。單個控制器將處理越來越多的功能。

ORMEC Systems總裁兼首席執(zhí)行官Gordon Presher，Jr。：在獲得羅徹斯特大學的電子工程學位后，Presher在Eastman Kodak擔任項目工程師。他于1982年創(chuàng)立了ORMEC。