集中控制与分布式控制
装配线是以模块化结构为特征的常见实体。该结构由用于不同制造阶段的模块组成，如取放单元、机器人、焊接站，当然，还有一个物流单元，用于在模块之间运输单个部件并控制组装部件的供应。
相关阅读
装配线是以模块化结构为特征的常见实体。该结构由用于不同制造阶段的模块组成，如取放单元、机器人、焊接站，当然，还有一个物流单元，用于在模块之间运输单个部件并控制组装部件的供应。
装配线可以通过集中或分散的控制技术实现自动化。面对这样的决定，选择一种控制体系结构而不是另一种的原因是什么?
分布式版本控制系统
让我们从研究分布式体系结构中提供的选项开始。
硬件
在分布式控制体系结构中，cpu的数量和质量由模块的数量决定。每个模块都有一个控制器，系统通常具有一个中央主PLC，它处理物流、零件跟踪和统计等任务。模块plc将其各自的领域自动化，通常没有可视化或操作设施。
| 分散式架构包括用于HMI的主PC，每个模块通过现场总线连接到I/O点的PLC，通过现场总线进行通信，具有自己的定位控制的智能驱动器，以及同步方法。 集中式架构包括运行HMI的主PC，集中控制各个模块的I/O点，从而协调驱动器的控制定位。 |
主PLC处理整个工厂的可视化和操作。由于模块中执行的控制任务的范围与整体自动化任务相比较小，因此可以使用性能相对较低且成本较低的PLC。模块PLC必须能够通过高速总线与主PLC通信，以便在工厂启动或停止时进行适当的同步。基于以太网- tcp / ip的网络通常用于此目的。数据交换是通过网络变量的循环交换或无循环通信模块进行的。在这种架构下运行的机器只有在所有下属plc完成启动程序后才能启动。
软件
模块plc上运行的程序通常不是很复杂，因为要编程的任务很简单。单个时间级别(单个任务)通常就足够了。主PLC上的通信设置和编程比较复杂。
现场总线
I/O设备和现场总线拓扑结构就像模块PLC上的PLC程序一样简单。由于只有一小部分需要自动化，因此需要的I/O信号相对较少。因此，本地I/O设备通常就足够了。如有必要，可能需要使用额外的常规现场总线(节点少，空间范围小)。I/O连接必须配置，现场总线必须为每个模块PLC单独诊断。
运动控制
大多数I/O模块plc不能用于控制多个轴。如果必须移动或同步多个轴，则很难避免使用智能轴，这通常是昂贵的。在驱动器上进行位置控制和同步。
集中式版本控制系统
硬件
与分布式体系结构相比，中央体系结构通常具有一台计算机，通常是一台PC，它处理所有任务，如I/O连接、PLC和运动控制。因此，计算能力必须显著提高。但是，只有一个cpu—这意味着只需要一个这样的备件。
软件
为了可重用性和维护，软件必须是结构化和模块化的。IEC 61131为此目的提供了面向对象的方法。由于只有一个PLC程序，存储和归档很简单，PLC的中央启动或关闭很简单。
现场总线
如果中心现场总线主机基于常规现场总线，则需要考虑系统的范围和所需的从机数量。
运动控制
由于运动控制计算必须在中央PC机上进行，因此对现场总线的要求更高。对于PC上的位置控制，通常需要3-4毫秒的最小循环时间，这很快就达到了传统现场总线的极限。然而，中央CPU上的运动控制提供了许多优势。由于位置控制、耦合和轴同步计算可以由PC中的软件组件处理，驱动器本身可以是哑的，只需要实现电流控制。在这种设置中，同步驱动器响应非常快。而且不需要通过特殊总线进行潜在麻烦的驱动器耦合。此外，PC CPU的更高性能和扩展的存储容量使得非常复杂的表耦合成为可能。一台标准的英特尔奔腾III PC可以轻松处理多达100个位置控制轴。
决定是集中式版本控制还是分布式版本控制
分布式、本地控制技术提供了一个非常结构化的体系结构。单个模块的替换和测试非常简单。由于拓扑结构简单，使用标准现场总线没有问题。然而，模块之间的通信，与主计算机，以及在启动和停止期间同步plc，是相对复杂的。
中央诊断、调试和维护是使用中央控制技术的主要理由，因为它是工厂的简单启动和停止，以及单一PLC程序的简单管理。分布式体系结构可以包括部分或全部这些属性，这取决于工具和设计。如果现场总线足够强大，一台PC就可以控制和同步大量的轴。
选择使用哪种体系结构的其他标准包括灵活性和可重用性，以及硬件、布线、调试和配置方面的成本。培训费用是另一个应该考虑的项目。
Josef Papenfort是倍福TwinCAT产品经理(集中式控制架构的支持者);www.beckhoff.com
您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。
