对运动控制而言，应用程序给数字总线带来了可靠性

　　连线消失

　　“在更大型的运动控制系统中，设备间的数字总线是进行通信的一种最佳方式，硬电线将会导致不必要的复杂性或与灵活性相比，其需要更多的I/O端口，”位于阿拉巴马州伯，明翰 先进机械自动化公司电气工程师Jason Woyak说，“基于数字总线传输的十足数据量优于硬电线。

　　先进机械自动化公司制造了大量各类机器，包括印刷机、送料机和堆垛机。它还建立了定制机器，范围从台面锯床机器或灭火器灌装站到货车车轴粘合机。

　　某个供应商关于布线开支的意见与Woyak观点一致，还引用了其他原因走向数字世界。“在有连接设备的系统中，多点数字 接口如以太网，比点对点布线方案具有更低的生产成本，” Delta 计算机系统公司 (www.deltamotion.com)的市场部经理Bill Savela说，“数字网络需要的连接更少，具有更好的可靠性。因为每个电气接触点都可能是一个潜在的故障点。当硬件问题确实发生时，相比与那些使用点对 点或模拟连接的系统，基于网络的系统更易于调试和修复。”

　　运动网络所解决的维护问题对设备制造商特别重要。位于北卡罗来纳州，格林斯博罗的系统集成商，集成运动公司 的工程部副总裁Jim Mullins指出，“走向数字化导致布线的减少，产生更高的MTBF(平均故障间隔)，因而有更少的故障点”。

　　集成运动公司设计的众多系统使用B&R工业自动化公司的组件。毫不奇怪的是，当数字总线带来利润的时候，集成商 和供应商都站在同一战线上。“用数字总线取代机器控制器、运动控制器和驱动器中的硬电线控制电路将大大减少布线，排除潜在的错误故障点和增加抗噪声性 能。” B&R公司 自动化技术部负责人Robert Muehlfellner说。

　　特征比比皆是

　　当硬电线系统发生故障时，寻找问题的根源可能是一个真正的挑战。对于许多厂商来说，走向数字化的主要优势是具有更好的诊 断。“随着我们数字化网络的发展，在操作台上的诊断变得很显著。” 位于俄亥俄州，梭伦的Bardons & Oliver公司 工程部副经理Rick Moscarino宣称。

　　Bardons & Oliver公司制造数控车床和旋转头切割机(如图1)，也是机器人集成商。Moscarino说：“应用程序状态，包括发送机负载、速度和警告消息都在 很容易地被操作人员掌握，调试更加直观，为终端用户和OEM厂商节省了时间和资金。最重要的是，该诊断信息能被集成到控制系统中。”

　　设置可能是消耗时间的，Moscarino解释说：“但是我们技术员都经过培训，由于他们具有一定的经验，这已经成为了次要问题，在场地发生故障的情况下，重新启动已经相当简单，我们通常可以通过电话来支持终端用户。”

　　EtherCat技术集团 PE,PMP,北美代表Joey Stubbs对数字运动控制网络的其他诊断优势给出详述。“随着数字接口的发展，控制系统可以定期监视每个内部寄存器，以显示温度、电流、故障代码、总线 电压、编码器故障和电线中断，”Stubbs说，“可以检查如制造商、固件修订号和序列号等信息，以确保交换组件与合适的替代品交换。”

　　另一个供应商认为： “随着数字化网络的发展，驱动配置和维护可以通过主要控制器直接管理，”Rockwell自动化公司Logix运动市场部经理Robert Hirschinger说：“这有助于支持目录数字配置和减轻驱动固件更新。在控制器级上可以得到大量的驱动诊断和状态信息。具有大型网络驱动的OEMs 厂商从单个连接点易于监视、维护和配置这些信息。

　　现代高性能的数字网络通过板卡传递功能。Yaskawa 美国电子运动应用工程部高级经理Bill Faber说，“在应用中，运动总线使控制类型更加灵活，如伺服放大器中关闭所有循环的能力，包括计算、扭转、速度和位置。一个OEM厂商现在可以使用机 器控制器提供轨迹，具有较高的性能。因为当今的伺服放大器提供极高的带宽，还有先进算法，如自动振动抑制和自适应调整。”

　　分布式控制

　　对于许多厂商来说，数字总线优于硬电线的最大优点是它使分布式控制成为可能。分布式控制系统可以使用运动控制器来执行许 多局部控制功能，还有机动车速度的闭环控制。用许多运动控制器提供的数字和模拟I/O实现功能。这些先进控制器不仅有I/O，它们还包括局部实时控制的编 程功能。

　　在主要控制器、运动控制器、其他类型远程控制器和远程I/O间使用高度数字化网络进行连接是可能的。分布式控制的强大形式使硬布线降低到最低限度。

　　尽管用硬电线，而不是用数字网络来实现分布式控制也是可能的，但实际上，这没有任何意义。分布式网络需要在控制器和I/O间不断地与大量数据通信。通过数字运动总线很容易实现，但用硬电线实现是很困难的。

　　位于马萨诸塞州，富兰克林的Speedline科技公司 ，负责制造印刷电路板组装的自动化处理机器，包括焊膏打印机、材料饮水机、微波炉和清洁机。

　　其模具打印机和饮水机通过CANopen总线协议实现分布式控制。每个机器至少有15个运动轴和50个I/O口。I/O 口主要是数字化的，与几个模拟点混合。一台电脑提供监督控制，在每个轴上有一个智能运动控制器。约15个左右CANopen使能运动控制器处理局部运动控 制和I/O接口。如果需要，向运动控制器提供额外的CANopen总线I/O模块。

　　“智能控制器允许我们以局部程度对实时集中任务进行控制，以减轻主机电脑上的负担。”Speedline公司主电气工程师John Klauser解释说。