當今的自動(dòng)化應用中，智能型技術(shù)發(fā)展方興未艾，例如分布式運動(dòng)控制，其中所有信息與控制均由中央服務(wù)器推送至自動(dòng)化系統的邊緣裝置，這種設計大量節約了時(shí)間與金錢(qián)，儼然形成一種趨勢。然而各廠(chǎng)商推出的分布式運動(dòng)控制并非全然相同，選擇錯誤的布署方式可能導致問(wèn)題叢生，之后再修正將更加費資耗時(shí)。如何滿(mǎn)足不同的規格及提供符合需求的解決方案，將是最行之有效的應對之道。

    分布式控制省錢(qián)省時(shí)

    雖然不易取得整體市場(chǎng)統計數據，但整體趨勢清楚顯示分布式運動(dòng)控制的崛起，而審視供貨商的生產(chǎn)項目，亦可發(fā)現各公司在此領(lǐng)域退出的產(chǎn)品日益增加，諸如汽車(chē)、封裝、半導體及面板制造等自動(dòng)化密集產(chǎn)業(yè)，對此技術(shù)的運用也愈來(lái)愈普遍。

    在2000年代之前，分布式運動(dòng)控制并不普及。相反的，自動(dòng)化設計師必須全盤(pán)接受集中式控制系統，由主機（如PLC）管理馬達的運動(dòng)，此種控制方式缺點(diǎn)是需要大量布線(xiàn)，一部伺服馬達可能需要多條布線(xiàn)，才能從馬達所在位置將編碼器回授、感應器輸出及其它訊號回傳至中央控制器。根據已公布的資料估算，每個(gè)軸最多可能需要25條布線(xiàn)。建置如此復雜的系統相當困難，常出現線(xiàn)纜束過(guò)粗不易維修或無(wú)法提供可靠服務(wù)的情況。

    相較之下，分布式運動(dòng)控制系統可減少甚至解決這些問(wèn)題。由于控制功能就位在驅動(dòng)器內部或周?chē)?，從中心點(diǎn)至各運動(dòng)軸的布線(xiàn)需求大幅減少，除使布線(xiàn)作業(yè)更輕松外，并可有效降低安裝成本。而分布式系統可有效串聯(lián)短程控制以達到較遠距離，使整體控制范圍擴大，則是另一項額外的效益。

    而分布式系統若能設計及建置得宜，將可減少外在因素造成系統確定性的影響。由于因網(wǎng)絡(luò )壅塞或中央控制器涌入太多要求，會(huì )造成系統響應時(shí)間延遲，是透過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行動(dòng)作控制的一大隱憂(yōu)。雖然使用高輸送量或專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )能克服網(wǎng)絡(luò )壅塞，不過(guò)卻無(wú)法處理中央控制器涌入太多要求的情況，但使用智能型遠程裝置可將網(wǎng)絡(luò )流量減至最低，提供解決上述問(wèn)題的可行方案。

    決定變動(dòng)的臨界點(diǎn)

    盡管分布式運動(dòng)控制系統具有這么多效益，但由于會(huì )產(chǎn)生其它額外成本，并非在所有環(huán)境中都適合建置。不過(guò)在多數情況下，分布式運動(dòng)控制顯然是最符合成本效益的解決方案。以模擬建置得出的結論，總成本將可節省約20～60%左右，其中包括材料、安裝人工、安裝時(shí)間以及建置復雜驅動(dòng)面板所需工時(shí)。

    而之所以節省總成本會(huì )有那么大范圍區間的差別，主要影響取決于設定的項目范圍和目的。每增加一部馬達，便隨之累積所節省的成本，使用愈多馬達就能節省愈高成本，當增加到某一程度后，原本的線(xiàn)性累積效應會(huì )加速擴大，變得非常顯著(zhù)。

    雖然分布式控制并非總是最佳解決方案，但平均來(lái)說(shuō)，只要約有八部馬達參與系統運作時(shí)，就應該建置分布式運動(dòng)控制系統。當然最精確的數字會(huì )視個(gè)別情況而有不同，但只要馬達總數多于八部，布線(xiàn)，安裝人工與維修所節省的成本，就能超過(guò)任何額外增加的支出。

    解決方案的考慮點(diǎn)

    當完成評估并決定實(shí)行分布式運動(dòng)控制系統之后，將會(huì )需要決定該執行何種解決方案，這中間有許多考慮點(diǎn)。首要考慮條件為「補間控制功能」，這是讓系統有能力轉化復雜形狀或軌跡，成為馬達可執行的條件。有了補間控制功能，加上正確的馬達安排，1D響應也可以抵達曲線(xiàn)或線(xiàn)型2D、3D空間路徑上的目的地。

    確定性系統也是另一個(gè)重要的考慮點(diǎn)，確定性的感念可能不甚具體，但實(shí)時(shí)響應能力則是確定性系統的核心。所謂確定性系統是在指定時(shí)間內必然采取行動(dòng)的系統，這段時(shí)間通常根據系統頻率而定，如果系統可以一秒、一毫秒、一微秒或任何其它時(shí)間單位內響應，就可稱(chēng)為確定性系統。

    同步化能力也同樣重要，它可控制馬達同時(shí)停止和啟動(dòng)。以輸送帶為例，驅動(dòng)輸送帶前進(jìn)的所有單軸馬達必須一起啟動(dòng)和停止，要達成此一協(xié)調動(dòng)作，可能涉及控制器至控制器、馬達至馬達、馬達至I/O各段路徑間的同步化。而整合程度則是另一項值得關(guān)注的重要特性，這可能涉及多個(gè)領(lǐng)域，例如整合運動(dòng)和I/O在同一控制回路中的能力，或整合同一回路中多種不同類(lèi)型馬達的能力。

    最后，解決方案中的軟件接口也是判斷優(yōu)劣的基本要素。接口可以是基于各項標準和開(kāi)放資源的整合方案，或者是特定系統的專(zhuān)屬接口。標準軟件接口可以大幅減少工程師和技師的訓練時(shí)間，因為不需要學(xué)習新的接口，這也可視為保護訓練投資的一種方式。

    研華的最佳解決方案

    運動(dòng)控制市場(chǎng)具有高度區隔性，使用族群的要求也各不相同。效能極高、功能眾多的運動(dòng)控制解決方案固然很好，但常因價(jià)格昂貴而造成大部分業(yè)者過(guò)于沉重的負擔。

    AMAX-2000系列是專(zhuān)為機臺自動(dòng)化業(yè)者設計的最佳解決方案，包含運動(dòng)控制、數據采集模塊和嵌入式軟件包（Windows CE、IEC-61131-3 SoftLogic、PLCopen運動(dòng)控制函數模塊）。涵蓋五大特點(diǎn)：可客制化函數模塊、直立式鋁軌安裝方式、前出線(xiàn)設計、可插拔的高密度配線(xiàn)端子模塊設計及一體成型的產(chǎn)品機殼。

    研華已經(jīng)將此開(kāi)放架構概念拓展至硬件層面，其運動(dòng)控制器的輸出普遍通用，因此可以控制不同品牌的脈沖式伺服馬達驅動(dòng)器，此功能讓使用者不再需要強制規定解決方案中使用特定類(lèi)型的馬達，而是可以依照既有需求布署最適合的馬達，讓整個(gè)布署建置充滿(mǎn)彈性。

    如果應用夠復雜，布署分布式運動(dòng)控制解決方案既可省錢(qián)，又可縮短安裝時(shí)間，其中的損益臨界點(diǎn)視個(gè)別情況而定。不變的原則是，系統如果需要較多馬達，則最好采取分布式運動(dòng)控制。而在建置分布式控制系統時(shí)，應考慮是否具備補間控制、時(shí)間確定性、同步化、整合程度、軟件接口及其它各項規格。并確認所選擇的解決方案沒(méi)有過(guò)度設計或缺乏靈活性等缺點(diǎn)，也需確定該解決方案符合各項要求。

    遵循上述指導原則，將可做出正確的選擇，一旦選擇正確，分布式運動(dòng)控制系統能為整個(gè)企業(yè)省下可觀(guān)的時(shí)間與金錢(qián)。

    研華自動(dòng)化

    研華自動(dòng)化成立于1983年，是研華科技第一個(gè)業(yè)務(wù)單位。致力于借助當今可靠的基于PC的自動(dòng)化技術(shù)將產(chǎn)品的連通性、靈活性和堅固性結合起來(lái)。產(chǎn)品線(xiàn)包括：開(kāi)放式人機界面、工業(yè)控制器和自動(dòng)化軟件、嵌入式無(wú)風(fēng)扇工業(yè)電腦、工業(yè)I/O卡，分布式I/O模塊、插入式I/O 和工業(yè)通訊解決方案。憑借20多年針對不同產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)提供全方位的產(chǎn)品解決方案，研華自動(dòng)化已經(jīng)成為一個(gè)全球領(lǐng)先的自動(dòng)化產(chǎn)品和服務(wù)供應商。

    此文摘自中國傳動(dòng)網(wǎng)。