PC推进了驱动控制技术

随着其功能的增长，PC继续加速向工业自动化市场的扩展。结果：它将在2000年之前协调越来越多的控制任务。但问题仍然存在。我们将如何处理所有计算能力?工程师如何克服阻碍计算机控制的伺服驱动机械的障碍 - 推进最先进的自动化系统所需的大量软件?简而言之，我们如何才能最有效地利用这项技术来提高我们公司的生产力和盈利能力?

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电子产品走上舞台。要回答这些问题，回顾一下可能会有所帮助。在20世纪70年代后期，微处理器技术实现了足够的功率，可用于运动控制应用。与其他运动控制选择相比，微处理器控制的伺服电机具有许多优点：出色的扭矩/速度传递，定位精度和限制扭矩的能力。在基于微处理器的完全伺服控制系统中，定期监控位置，扭矩和速度，在某些系统中，

设计工程师越来越多地使用这种系统来实现比以往更大的灵活性，运行速度，精度和可靠性。在工厂自动化应用中，基于伺服的电子运动控制在传统的机械传动方式以及“低技术”驱动系统替代方案(如步进电机和交流和直流电机)方面稳步上升。

这种技术的迅速出现为设计工程师带来了复杂且常常令人困惑的选择。一些供应商选择专注于低成本产品，以用于大批量应用。通常，此类系统会牺牲功能和性能来实现严格的价格目标。其他供应商决定提供能够在一个技术领域推动最新技术而牺牲另一个技术领域的产品。

在ORMEC，我们专注于多轴应用，用于高速，面向生产线的自动化。我们认为这样的系统可提供出色的伺服性能，并具有可轻松集成到各种工厂自动化环境中的功能。

到目前为止，大多数自动化控制都依赖于专有硬件和软件。但是，最终用户对开放标准的兴趣越来越大。目标：鼓励使用商业硬件和软件，消除非标准接口，降低集成成本，并简化设备的诊断和可维护性。

几个月前，通用汽车，福特和克莱斯勒的一个小组制作了一份白皮书，描述了开放式模块化架构控制器(OMAC)各种元素的要求。报告指出，汽车制造应用的需求可以在以下标题下进行检查：安全和责任，生命周期成本，灵活性，连接性，维护和培训。

从硬件和软件的角度来看，OMAC将“鼓励使用商业标准”。控制器的硬件总线结构必须是事实上的标准(VMEbus或某些形式的PC总线架构，如ISA，EISA或PCI是首选)。人机界面必须支持普遍接受的，易于配置的图形用户界面。必须使用IEC-1131-3标准编程语言对离散I / O逻辑进行编程。

从这个角度来看，IBM PC兼容架构的诱惑是可以理解的。它是事实上的标准，由于其市场主导地位，它还拥有世界上最大的软件应用程序基础。

PC控制器要求。虽然PC在工厂车间取得了很多进展，但它在实际控制方面的收益却有限。为什么?因为它缺乏任何自动化控制器所需的“工业特性”。今天和明天的微处理器的额外速度和功率将部分弥补这些缺陷。

工业控制中使用的计算机应包含安全和责任功能，如看门狗定时器，紧急停止输入和无故障输出。这些功能可以保证用户，如果计算机停止正常运行，或者紧急停止电路跳闸，将释放无故障输出，从而使机器安全停止。

在工业控制器中，越小越好。当今PLC中的标准包装是面板安装的，带有前装式可拆卸适配器模块。工业控制器通常可以在0摄氏度到50摄氏度的温度下工作，并且可以承受相当大的冲击和振动。工业PC必须符合相同的基准。

MS-DOS是一个单任务操作系统;工业控制需要多任务处理。工业控制器通常包含高度可靠，先发制人的多任务内核。它们以相当低的成本提供这些功能，同时需要相对适中的资源，例如RAM存储器。

由于停机成本高，可靠性和可维护性在工业控制中至关重要。诸如风扇和磁盘驱动器之类的旋转部件通常被认为是系统中最不可靠的部件，并且必须尽可能避免。

非易失性存储器提供了PLC用户长期享受的便利功能。这允许机器设置参数在没有特殊编程努力的情况下经受停电。

计算机未来的力量。在某些情况下，工业计算机具有这样的特征，但是价格溢价通常是令人望而却步的。摩尔定律与开放标准的结合，加上商业硬件和软件的可用性，大大降低了这一溢价。

我们的新ORION系列是ORMEC的重要一步，但我们认为这些新控制器只是IBM-PC架构将取得重大进展的时代的一部分。例如，毫无疑问，他们将继续将基于伺服电机的控制扩展到工业自动化控制市场。

我们还认为基于伺服电机的运动控制将在通用工厂自动化市场中以每年8-10%的速度增长。由于在灵活性，速度，准确性，可测量性，可靠性和成本方面的优势，它将继续取代机械传动装置。

伺服反馈将继续在基于编码器和旋转变压器的系统之间进行分配。由于其定位精度和响应速度，编码器将在工厂自动化市场中为70%的应用提供服务，并且需要30%。解析器反馈将在30%的应用程序中使用，并且需要10%。这种使用源于极端温度，冲击和振动等环境因素，或电机/旋转变压器内部和周围的高污染物。

开放式数字通信标准(如DeviceNet(TM)，Profibus，Interbus-S和以太网)将在工厂中得到广泛认可。反过来，这将削弱在大型PLC上运行的专有工厂网络的主导地位。

所有这一切意味着运动控制器和其他工业计算机之间的区别将进一步模糊，其成本将继续逐渐降低。更重要的是，它们将提供更多的功能，特性和易用性。在未来几年内，相同的基于PC的工业运动控制器将执行多项任务：自动化控制，运动控制，人机界面和工厂网络通信。

随着这种趋势，软件将需要几何增长，以提供用户所需的增加的功能和易用性。该软件将由多家供应商提供，这些供应商专注于跨供应商软件兼容性统一的不同应用程序。独立供应商将支持操作系统，编程标准(包括IEC-1131)，运动控制，图形人机界面，统计过程控制和开放式工厂网络通信。

显然，开放标准在我们对未来的看法中起着重要作用。获得多个供应商广泛支持的事实标准的出现对于创建一个允许这一愿景出现的环境至关重要。

IBM-PC兼容架构将推动运动控制系统的未来发展。单个控制器将处理越来越多的功能。

ORMEC Systems总裁兼首席执行官Gordon Presher，Jr。：在获得罗彻斯特大学的电子工程学位后，Presher在Eastman Kodak担任项目工程师。他于1982年创立了ORMEC。