與驅(qū)動(dòng)器之間的通信

目前，大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都使用了數(shù)字總線系統(tǒng)，它們處理管理層、機(jī)器控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的通信，用于兩種通信類型：過(guò)程通信和數(shù)據(jù)通信。

（1）過(guò)程通信

過(guò)程通信包括周期性地傳送數(shù)據(jù)與設(shè)定值，被傳送數(shù)據(jù)量相對(duì)較小，例如一個(gè)驅(qū)動(dòng)器只需要4～16字節(jié)。連接傳感器和執(zhí)行器的數(shù)量一般由系統(tǒng)組態(tài)決定，它可以使處理通信的總線周期保持恒定。對(duì)于只有過(guò)程通信的系統(tǒng)，總線周期通常由控制器所帶的軸數(shù)決定。

（2）數(shù)據(jù)通信

數(shù)據(jù)通信不直接應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程的執(zhí)行，而是工程開(kāi)發(fā)中需要。數(shù)據(jù)與編程裝置非周期性地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。通信量可以做到很大，可以大于100字節(jié)。

總線周期由過(guò)程通信與數(shù)據(jù)通信組成，不帶數(shù)據(jù)通信的總線系統(tǒng)可以縮短通信時(shí)間，同時(shí)又能保證總線周期的等時(shí)同步效果，因此對(duì)于伺服系統(tǒng)的控制，采用過(guò)程通信模式。Profibus與Profinet是西門子最常用的兩種通信方式，最新版本都支持等時(shí)同步功能。

針對(duì)兩種通信模式，Profidrive特性以報(bào)文的形式明確了驅(qū)動(dòng)器與控制器之間的數(shù)據(jù)訪問(wèn)程序。在伺服控制中，西門子驅(qū)動(dòng)器的專有報(bào)文105不但含有控制器對(duì)驅(qū)動(dòng)器與編碼器的命令字，還包括動(dòng)態(tài)伺服控制（DSC）屬性的通信字，如下圖所示。

帶有DSC的報(bào)文105

其中，STW是控制器對(duì)驅(qū)動(dòng)器的控制字，NSOLL_B作為速度預(yù)控發(fā)送給驅(qū)動(dòng)器，G1_STW是編碼器的控制字，XERR與KPC分別是位置控制器的偏差與比例增益。DSC帶來(lái)的好處是將位置控制器從運(yùn)動(dòng)控制器中轉(zhuǎn)移到驅(qū)動(dòng)器中，以提供其采樣周期，進(jìn)而提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。

與控制器之間的通信

在很多大型工業(yè)生產(chǎn)線中，一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制器所帶的軸數(shù)不能滿足工藝要求，因此很多情況下會(huì)需要兩個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)控制器，而且控制器之間所帶的軸不是獨(dú)立的，依然存在同步關(guān)系，即人們經(jīng)常提及的分布式同步的需求，如下圖所示。

控制器之間的分布式同步

控制器與控制器之間也可以建立Profibus或者Profinet通信方式，通過(guò)主從通信的模式，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同控制器所帶軸之間的分布式同步。

OPC

OPC客戶機(jī)應(yīng)用程序可以通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、開(kāi)放式的、與制造商無(wú)關(guān)的接口，與OPC服務(wù)器進(jìn)行通信。運(yùn)動(dòng)控制器可以將自己的變量通過(guò)OPC的形式傳遞給OPC服務(wù)器。這種方式常用于第三方監(jiān)控設(shè)備對(duì)Simoiton數(shù)據(jù)的監(jiān)控、采集以及修改。

TCP/IP

在很多場(chǎng)合中，運(yùn)動(dòng)控制器需要與工控機(jī)建立數(shù)據(jù)交換關(guān)系，但交換的都是實(shí)時(shí)性比較差的數(shù)據(jù)，因此不用來(lái)參與運(yùn)動(dòng)控制，只是為了監(jiān)控或者修改數(shù)據(jù)。在工控機(jī)中可以通過(guò)VB、VC等通用編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)TCP/IP通信。西門子運(yùn)動(dòng)控制器Simotion也為用戶提供了相關(guān)的指令。

審核編輯：劉清