运动控制系统是集中还是分布式

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运动控制往往是针对产品而言的,包含机械、软件、电气等模块,例如机器人、无人机、运动平台等等,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的一种控制。在运动控制系统的设计中,主要使用了两种控制结构:集中式和分布式。

高速、低成本的数字控制网络的引入,为建造分布式控制系统提供了新的选择。随着具有更高功率、更紧凑的开关放大器的出现,集中化设计使得在同一块印刷电路板上可以布置的控制器数量正在逐步增加。

了解这些技术发展趋势,有助于解释如何以及在什么时候,应用这两种不同的控制结构。

运动控制应用的类型

集中式还是分布式,哪种控制方式更合适:应用控制问题的特性对其具有决定性的影响。

在平面运动控制应用领域,马达的控制或多或少的由集中式PC或控制器完成;也有一些分层应用领域,运动轴被分成2、3组或者更多的功能轴;也有一些单机应用的场合,机床控制器的运行在很大程度上没有与网络连接,不依赖网络的监视。

平面运动控制的例子:具有多个转轴的印刷机,它的转轴受伺服控制器的控制。在这里,时间是关键因素。主控制器,通常是PC或者是PLC,必须同步驱动所有的轴。典型的指令为:“移动轴#1到位置X,移动轴#2到位置Y”等等。

分级运动控制应用的例子:半导体晶圆处理系统,该系统具有一个主机器人(4轴)、晶圆定位器(3轴)和一个阀门控制器(1或2轴)。在这种结构下,网络一般将就地机器人或者阀门控制器连接至中心网络,但是实际的运动控制由就地机器人、晶圆定位器或者阀门完成。总的机器控制器不会发出类似“将机器轴#2移动到位置12345”的指令,而是给出诸如“伸展机械臂”的指令,该指令由就地机器人控制器来解释和执行。

单机应用的例子:磁带存档系统,该系统允许操作人员走近控制台,要求检索特定的磁带。这些单机控制器,能够执行一揽子的机械臂运动,该运动基于就地人员发出的指令,如“检索磁带#1234”。在该应用中,如果连接了网络,那只是用其实现报告和监视功能,并不是用于控制本身。

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文章来源:驱控智造