“软运动”遵循非传统路径
米运动控制越来越成为整个机器或过程控制系统的一个重要组成部分。因此，运动控制通常与基于pc的控制相关联，这种控制严重依赖于软件功能。柔和的运动是基于pc的控制的一个新兴子集，类似于软逻辑的发展，其中运动控制功能在软件中执行，完全在工业个人计算机的CPU上。
软运动的特点是没有专有的硬件或运动控制板。这种方法将所有必要的软件组件集成到一台工业pc中——通常在单个CPU上。随着运动控制作为基于pc的功能，集成控制系统的所有部分可以成为现实。这些其他功能包括逻辑控制、操作界面、监控、数据采集、通信和系统诊断。软运动的应用软件方面，如运动路径生成，与标准运动控制实现保持相同。
实时控制，接口要求高
操作系统的可靠性和处理能力一直是制约软运动发展的制约因素。操作系统实时扩展的可用性，特别是微软Windows NT，正在推动软动作的使用。虽然一些运动应用程序可以与Windows NT(或其他)操作系统一起工作，但关键的、高吞吐量的应用程序需要实时操作系统(OS)。有些人将具有这种功能的操作系统称为“硬实时”。“提供无扩展的硬实时功能的操作系统将为软运动带来下一个增长阶段。
越来越多的制造商正在为操作系统提供实时扩展。例如Nematron(密歇根州安娜堡- hyperkernel)、Radisys(俄勒冈州希尔斯伯勒-银泰)(现在由TenaSys(俄勒冈州比弗顿)和VenturCom(马萨诸塞州剑桥- rtx)销售)。请参阅控制工程(2000年9月;第70- 72,85 -89页)了解更多关于操作系统和这些公司的信息。微软(Microsoft)最近刚刚推出了Windows CE 3.0版本，这是一款具有硬实时功能的嵌入式操作系统。
实现软运动的另一个使能器是运动控制器和电机驱动器之间的接口协议。由于SERCOS(串行实时通信系统)的数字运动系统起源及其作为国际标准(IEC 61491)的地位，它经常与软运动控制联系在一起。今天，大约120个控制器和驱动器供应商支持SERCOS与兼容产品。有关SERCOS的更多信息，请参阅主软运动文章。
火线(IEEE 1394)是另一个在运动控制和伺服驱动应用中使用的网络接口。这种pc数字串行总线的认证包括高达400mbit /s的快速数据传输速率及其与IEEE标准的关联。火线起源于计算机和消费电子产品。
其他网络接口——包括专有的——也在使用中，正如下面提到的软运动产品和公司的抽样一样。
| 倍福的TwinCat软件系统将软运动与基于pc的控制相结合。 |
公司在行动上变得“软弱”
基于pc的运动控制首次出现在机床领域。最近，软运动方法开始在通用运动控制(GMC)、机器人和工厂自动化中发挥作用。
倍福自动化有限责任公司(明尼阿波利斯，明尼苏达州)现在在美国提供其基于pc的控制解决方案，包括基于软件的运动控制。其母公司倍福工业电子公司(Verl，德国)声称在基于pc的控制方面拥有15年的专业知识，同时也是基于pc的硬件和软件产品的著名开发商。其硬件产品包括工业计算机、控制面板、现场总线组件和I/O系统。
倍福的主要产品线是TwinCat，这是一种纯粹基于软件的产品，其中软件处理取代了所有传统的PLC和NC任务。TwinCat是一种用于pc的实时控制软件包，包含11个现场总线和TCP/IP，编程工具和HMI接口的I/O访问。其软件PLC符合IEC 61131-3标准，并包含用于点对点和插补控制的运动控制包。
TwinCat支持多达256个运动轴，用于各种类型的驱动器，如伺服(电动和液压)，变频和步进驱动器。所有主要的反馈传感器类型也支持。TwinCat版本NC PTP提供在PC处理器上计算的点对点轴定位。它取代了传统的定位模块和数控。TwinCat版本NC I包括通过g代码解释器的连续路径控制，以及几何曲线的2-D和3-D插值-也在PC上完成。电子传动和凸轮，可编程限位开关，飞剪是一些运动功能纳入软件控制。
该公司表示，TwinCat的体系结构包括用于实时控制程序执行的运行时系统(服务器)和用于系统或用户编程、分析和配置的编程环境。广泛的软件显示工具帮助用户从启动到维护和可视化系统操作的各个方面。TwinCat I/O支持多种现场总线网络和驱动接口，其中包括SERCOS, Profibus-DP和-MC(运动控制)以及Lightbus。后一种总线是倍福自己的高速光纤I/O系统，用于通过pc进行快速机器和运动控制。轻巴士声称循环时间少于1毫秒。
“我们对操作系统的实时扩展是内部开发的;它不是第三方产品，”倍福自动化总裁格尔德•霍普(Gerd Hoppe)说。实时扩展可在Windows 2000、嵌入式NT和NT下工作。它确保Windows NT在硬实时使用期间处理重要任务，而不会影响或限制NT属性。
倍福引用了众多TwinCat应用程序，从单个工业PC控制大量运动轴。这些应用包括金属冲压，连续层压机，注塑机和橡胶轮胎生产(由一台IPC控制19个伺服轴)。
| AML Soft Motion Controller for Windows NT是由Automation Intelligence于1999年推出的。 |
自动化智能公司(德卢斯，乔治亚州)于1992年推出了基于软件的运动控制AML。针对微软Windows NT的最新版本AML包括VenturCom的实时扩展(RTX)操作系统和SMS-PCI，这是三洋Denki的无源SERCOS接口板。AML还支持多种通信接口和接口标准，如以太网、DeviceNet、Profibus-DP、RS-232/422/485等。由于AML在Windows NT上运行，因此它还支持OPC、ActiveX和DDE等流行标准。自动化智能是日本三洋电机的子公司。(有关AML的更多信息，请参阅“软运动”文章。)
制造数据系统公司(MDSI, Ann Arbor, michigan .)一段时间以来一直专注于基于软件的CNC(计算机数控)系统。其核心产品，称为OpenCNC，允许多种类型的机床有一个共同的运动控制方法。根据MDSI的说法，由于全软件技术是可重新配置的，因此可以为车床，铣床，磨床，单轴和多轴精密钻头，路由器，齿轮滚刀和其他机床定制软运动控制。
SERCOS数字驱动器接口是OpenCNC 5.0版本的标准功能之一。该产品的最新版本(OpenCNC 5.1)现在也使软运动控制能够联网。工厂车间的这种新增功能有助于从整个企业的业务和执行系统中获得更多的实时机器数据。
MDSI已经表明，复杂的多轴数控机床和其他运动控制应用程序可以完全由软件控制，在单个处理器上运行，使用单一操作系统，微软Windows NT。
MDSI刚刚宣布选择OpenCNC软件作为新一代Wissner Gamma 303高速切割机的标准控制。Wissner GmbH (Göttingen，德国)是一家机床原始设备制造商。
在早些时候的公告中，MDSI报告了与研华自动化公司(台北台湾)的联合技术合作伙伴关系，研华自动化公司是基于pc的工业自动化解决方案的制造商，包括面板pc，工业pc，工作站，嵌入式pc以及数据采集和控制设备。研华打算通过其位于俄亥俄州辛辛那提的工业自动化集团，将MDSI的软运动控制纳入通用运动控制和工业自动化市场的新产品解决方案。
贝克运动控制公司(马萨诸塞州Seekonk)推出了一款名为MotionSoft的相关产品。这种状态逻辑，基于图标的运动序列编程工具允许用户编程各种各样的运动控制卡，而不需要知道与卡相关的本地代码或特殊语言。据说MotionSoft是完全独立于动作卡的。
MotionSoft不是一个文本编辑器。该软件工具提供了一系列填空式表单，简化了对复杂运动控制序列和其他应用变量的描述。许多常见的应用程序都是预先编程的，用户只需要定义特定的数据。贝克运动控制公司(Baker Motion Control)表示，MotionSoft在运动编程方面的作用，就像Visual Basic在(微软)Windows编程方面的作用一样。
这个领域的另一家公司是Soft Servo Systems Inc.(马萨诸塞州沃尔瑟姆)，专注于开发和制造基于pc的伺服控制器以及机床和工厂自动化软件。该公司的“软运动”产品在Windows NT上运行，基本上所有的功能——如电流反馈、NC路径生成、工厂监控、通信、用户界面等——都在一个主机CPU上完成。
现场可编程门阵列(FPGA)技术作为一种经济的工具，为各种应用的伺服控制重新编程。例如，伺服接口可以与许多不同的伺服电机和编码器一起工作，因为FPGA方法允许重新配置常驻芯片。只需要下载特定的软件文件来处理硬件协议的差异。专用的20mbit /s光纤链路用于传输设置、控制和维护的信息。
仍然领先的是用户的观点
软运动仍然是一项发展中的技术。为了完全成功，它必须与成熟的传统运动控制方法及其大量已安装产品进行正面竞争。此外，用户需要更多地了解这种新的替代技术的好处。从用户那里收到的非常有限的(不科学的)反馈表明，没有多少人意识到软动作的全部潜力。
以下是一些用户(或潜在用户)喜欢的东西。通过软件和智能驱动器进行运动控制;减少调试时间，降低整体系统成本，即使“SERCOS接口略有溢价”，一个运动控制解决方案可用于各种应用，节省了学习操作不同制造商硬件的需要，这些都是有利的。
与此同时，用户仍然担心PC操作系统的性能，是否有足够的计算能力来执行其他相关任务，以及潜在的崩溃。一个普遍的回答是，个人电脑提倡软运动工业个人电脑，不是在最近的电脑商店可以买到的价格最低的电脑，用于家庭和办公室使用。一些用户关注的问题正在通过对操作系统的更多实时扩展得到解决，更新的操作系统包括硬实时、控制和其他开发，如本在线Extra和随附的2000年9月版所讨论的那样控制工程文章介绍了基于pc机的软件运动控制。然而，软运动能力最实际的展示来自于越来越多的成功应用。
虽然软运动遵循非传统的路径，但这些都是双向路径。潜在的用户需要了解更多的信息，而技术的供应商需要提供更多的信息。
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