控制工程在线更新2005年6月10日

制造商和机器设计师有一系列的运动控制选项可供选择。然而，为特定应用程序选择最佳控制器往往令人困惑。下面回顾了运动控制的各种选择，并介绍了每种选择的利弊。

智能驱动
智能潜水器是单轴数字放大器，包含一个基本位置控制器，该控制器关闭伺服回路并以轮廓数据流的形式接受位置数据。这些驱动器通过RS232、CanOpen、以太网或其他通信协议与主机连接。智能驱动器通常用于单个或11/₂不需要协调的-轴应用程序。

它们通常不需要单独的控制器，从而为单轴项目节省了成本和空间。智能驱动器也可用于多轴，分布式控制应用，其中每个放大器放置在每个电机附近。分布式方法的优点是，设计人员可以灵活地将特定驱动器匹配到各个轴，并消除连接到多轴中央控制器的长导线。

智能汽车
当电机，编码器，驱动器和控制器组合在一个单一的封装，它通常被称为智能电机。与智能驱动器一样，这些电机是单轴应用的理想选择，它们可以显著节省成本、空间和布线。

许多用户发现智能电机解决方案很方便，因为所有组件都来自一个供应商，可以无缝地协同工作。然而，使用一个供应商的缺点是用户不能混合和匹配来自不同供应商的组件，因此不能为每个组件选择同类最佳的组件。此外，对于需要运动协调的多轴应用，智能电机解决方案变得更加昂贵和复杂。与智能驱动一样，智能电机解决方案将轴同步和协调的负担放在主机上。

智能控制器
基于智能总线的运动控制器适合于计算机I/O插槽，例如PCI总线。它们通常以多轴格式提供，其中控制集中在单个卡上。例如，一个八轴控制器卡可以控制八个独立的驱动器和电机。与分布式单轴解决方案不同，集中式控制器减轻了主机的运动协调。同时也减轻了主机和控制器之间的通信负担。此外，使用多轴控制器可以实现显著的成本节约，因为每轴的增量价格随着每轴添加到中央控制器而下降。

基于总线的中央控制器的主要缺点是连接各种驱动器和电机所需的连接和布线复杂性。例如，包含中央控制卡的计算机可能不靠近电机和驱动器。这导致电线变长。此外，总线体系结构受PC供应商的支配，因为可用的总线插槽数量可能有限。还有一个问题是格式可能会过时，就像ISA总线一样。

串行多轴智能控制器
设计RS232, USB或以太网串行链路，串行，多轴控制器不必驻留在PC总线槽内。这使设计人员在控制器放置方面具有更大的灵活性，并且减少了对PC制造商的依赖。此外，由于大多数pc上都可以使用以太网，因此有许多设备可用于这种常用的低成本网络。

与其他中央控制器一样，串行多轴控制器将使上位机和程序员从耗时且复杂的运动协调任务中解脱出来。此外，设计人员可以混合和匹配电机类型，并为应用程序选择最佳驱动器和电机。与分布式控制系统不同，中央控制器往往有更复杂和更长的电线从中央控制器到各种驱动器和电机。

集中式智能控制器/驱动器
集中控制器可以用来完成所有的运动协调任务。在一些集中式控制器中，通过将多轴放大器直接连接到控制器而无需任何电缆，可以消除一些布线复杂性。此外，多轴放大器板比购买单独的单轴驱动器更经济，从而显著节省成本。

然而，对于需要每个轴不同驱动风格的应用，多轴放大器不太灵活。

分布式智能控制器/驱动器
另一种运动控制方法是使用多轴控制器/驱动器组合构建分布式控制系统。与使用单轴控制器/驱动器的传统分布式控制系统不同，使用多轴控制器/驱动器的分布式控制系统将运动协调的任务从主机上移除。此外，设计人员通过能够选择最适合应用程序的控制器轴组合的数量，具有更大的灵活性。

例如，用户可以设计一个16轴系统，使用4个4轴控制器，2个8轴控制器或8个2轴控制器。然后将它们分布在单个网络(如以太网)上。一个控制器甚至可以被指定为其他控制器的主控制器。主机接收来自主机的命令，然后将相应的命令分发给网络中的每个控制器。

这样做的好处是减少了主机的通信负担。另一个优点是多轴控制器/驱动器通常比多个单轴产品更经济。由于控制器和驱动器组合为一个单元，因此进一步降低了成本和复杂性。

本文由加利尔运动控制公司提供，www.galilmc.com