关于前段时间《智造》栏目收到的这条读者留言:

 

“现在PLC的运动控制功能越来越强大,圆弧插补、螺旋插补、电子凸轮都可以轻松实现。那么运动控制器和带有运动控制功能的PLC有什么区别呢?未来运动控制器会有什么优势?”

上期我们与大家分享了一些业内职业玩家的观点和看法。 但你有没有发现,这些嘉宾都是工业自动化和运动控制领域的资深人士。

众所周知,我们现在所处的自动化和运动控制市场已经今非昔比。 在这个大家竞相竞争的工业制造领域,其实不乏发展势头极其迅猛的新兴品牌。 他们对行业发展的理解也起着非常重要的作用。

本期,我们来听听他们对PLC和运动控制器的看法……

PLC和运动控制器发展至今,它们在功能和性能上都非常接近。 仅在形式上,大多仍保留其原有的特点,即:运动控制器主要面向运动控制系统,伺服轴(运动轴)是其主要控制对象; PLC主要面向逻辑控制,IO(数字或模拟)是其主要控制对象。 同时,普遍看到运动控制器也有很强的IO能力,PLC也有运动控制功能,比如PLCopen MC第四部分。

从编程语言的角度来看,IEC61131-3已经是这两类控制器的标准,仅其扩展语言模块就可以体现其应用倾向。 从性能角度来看,两者应该是旗鼓相当。 一些PLC已经发展成为PAC(可编程自动化控制器),它具有非常强大的处理器,可以用作多现场控制器; 运动控制器也从嵌入式到工控机,可以控制多个伺服轴并完成复杂的插补。 计算不再是问题。 从发展趋势来看,PLC和运动控制器仍在根据各自特点发展,并没有明显被对方取代的趋势。 对于运动控制,通常有三个领域:CNC、RC(机器人控制)和GMC(通用运动控制)。 除了GMC中常见的PLC之外,CNC和RC仍然以运动控制器居多,因为这两类应用的IO通常不是主角。

真正的区别在于应用偏向,这使得它们在形式(端口配置、安装、接线便利性等)以及任务的优先级上有所不同,以更好地服务于其预期的应用。 此外,性价比也是用户选型时主要考虑的因素。 满足应用需求的同时实现成本优化,也是基于运动控制轴的控制器和基于IO的控制器(PLC)仍然同时存在的原因。 从技术发展的角度来看,许多企业更愿意配置ISA95 Level 2级别的专业控制器和边缘控制/计算单元,以实现高性价比、模块化、可扩展性和互操作性。

钱伟|埃斯顿

运动控制器和运动专用 PLC 之间有什么区别?

运动控制器和PLC都有40多年的历史,相比之下,PLC的历史更长。 Galil的运动控制器自1983年推出,Delta Tau的运动控制器自1981年推出,TRIO的运动控制器自1987年推出。Modicon于1968年推出Modicon 084,Siemens于1983年发布Simatic S5。

以运动控制器为代表的厂商更加关注运动控制本身。 PLC的应用对象较多。 运动控制只是PLC关注的一部分。 PLC面临的运动控制比较简单,而运动控制器面临的运动控制则比较复杂。

以倍福、贝加莱为代表的基于PC的控制器逐渐融合了PLC和PC的优点,形成了新一代控制器,代表了控制领域的行业方向,特别是倍福的开放式开发平台为载体,与技术兼容例如 PLC、NC、CNC、机器人、视觉和物联网。 这是产业发展和需求的大趋势。

这些外企的领先地位也是基于40年发展历史的沉淀和积累。 当然,中国也有一些平台公司。 例如,深圳正动科技也开发了自己的控制产品平台ZDevelop,现在也可以支持PLC、Basic、HMI、Motion、Vision、Robotics等技术的开发。 客户只需要在一个平台上开发产品即可。

工控运动控制_运动控制工程_运动控制系统工程/

从运动控制的角度来看,运动控制器与专注于运动的PLC在基础运动控制方面的差距正在缩小,但运动控制器在运动控制方面仍有更深的积累和应用场景。

运动控制器未来的优势是什么?

仅支持运动控制功能的运动控制器可以满足当前的要求,但只有集成机器视觉的运动控制器才是未来的发展趋势。

随着劳动力成本的增加和产品质量要求的提高,制造业正面临新的颠覆。 机器视觉作为自动化行业中类似于眼睛的角色,已经成为不可或缺的角色。 传统的PLC/CNC控制器无法处理视觉,需要另一个IPC或智能相机来处理机器视觉。 这就带来了四个问题:一是成本高,维护困难; 其次,IPC与PLC之间的通讯不够实时; 第三,工程师对编程能力要求高(PLC编程、视觉算法); 第四,需要在不同的软件平台之间切换。

正动科技推出的视觉运动控制一体机VPLC516E的解决方案可以完美解决上述问题。

一台控制器:视觉与运动控制一体化,降低成本! 不间断通信:将两个控制器之间的通信简化为同一内部共享内存级别的通信,从而提高处理速度! 提供大量应用实例可供参考,并提供大量应用场景的应用DEMO! 免费、绿色、开放的ZDevelop开发环境可以满足PLC、Basic、HMI、Motion、Vision和Robotics…等技术的开发!

陈光华|深圳正向运动

1、可编程控制器PLC和运动控制器MC的分类如下:

PLC一般分类按I/O点数可分为微型、小型、中型和大型。 随着PLC功能和处理能力的显着提高,现在按性能分类可分为小型、中型和智能机械控制器。 不同类型的控制器处理能力差异较大,市场价格相差1~2个数量级。

运动控制器MC包括模块化运动控制器、运动控制板、面板交互(数控系统)等,根据控制轴数和控制信号方式(脉冲或总线)的不同,性能会有很大差异,硬件成本也会有所不同。也可能相差 1 到 2 个数量级。

因此,在比较PLC和运动控制器MC产品的特性时,需要根据价格相近的型号进行比较,或者根据用户解决方案的成本进行比较,这样结论才能更加客观准确。 另外,从控制器的软件功能和编程效率的分析,以及用户选择偏好的分析,我们也可以看出两者的大致发展方向。

2、逻辑控制器(PLC)和运动控制器(MC)的演变与发展

首先我们来看看PLC目前的技术现状:

当第一台可编程逻辑控制器(PLC)投入使用时,人们看到了它广阔的应用前景,特别是集成电路微控制器的出现,降低了PLC研发的技术门槛。 许多厂家开发PLC,一些领先的厂家例如西门子、三菱、欧姆龙、施耐德等,出于自私竞争考虑,各个PLC编程语言风格不同,通信协议不兼容,总线协议不开放这给用户工程师学习使用PLC带来了障碍。

1995年,欧洲几家PLC厂商联合推出了第一版通用编程语言标准IEC61131-3,规定了PLC编程语言的指令名称、操作变量类型、执行时序、计算结果存储等,均获得一致同意,使用户编写的程序可以在不同品牌PLC的编程环境中执行,达到一次学习,使用不同品牌控制器进行编程的目的。 该标准的条款和条件相当宽松,照顾了大品牌的现有资产。 标准中一共推荐了5种编程语言。

2005年,欧洲成立的PLCopen非营利性技术组织推出了基于IEC61131-3标准的包括运动控制编程的PLCopen规范。 它结合了市场上主流厂家运动控制解决方案的优点,提供了位置运动控制、多轴同步指令,以及基于G代码的预处理、插补、坐标变换功能块等的规定,特别是轴状态的定义以及转让条件等也有明确规定。

PLCopen组织的目标也是让用户工程师学习编程,让自己编写的程序可以在不同品牌的控制器上运行,从而使不同品牌的控制器的外围设备可以互连运行。 目前基于自由开放的EtherCAT总线技术的伺服驱动器、I/O扩展模块等已经实现了不同品牌之间的互换和互联。 以欧姆龙、倍福、汇川为代表的控制器产品得到了市场的认可,让用户体验到PLCopen规范带来的功能和性能、易用性、成本优化等方面的好处。

在吸收PLC相关国际标准的基础上,我国也及时发布了相应的GB/T15969国家标准,并更新推出了PLC总线、通讯、文件交换等后续标准。 这些标准有利于社会技术资源的再利用。

随着ARM、Station control等处理器能力的快速提升。 例如,汇川技术基于Intel Core i7处理器的AC810控制器可以同时控制多达256个伺服轴。

在免费开放的EtherCAT总线获得广泛支持的同时,西门子、三菱原有的专有PROFINET和CC-Link总线却逐渐失去了市场份额的主导地位。 原数控系统制造商的专有专有技术也通过PLCopen规范的MC-FB得到了解决,使PLC用户工程师无需大量培训和项目经验即可实现3轴插补和5轴插补。 6轴关节机器人的轴机械联动和运动控制,且解决方案成本更低,让终端用户使用起来更加灵活,非标机械设备制造商有种熟悉已久的感觉。

我们先来看看运动控制器的进展:

运动控制器针对多轴定位控制、多轴同步控制、轨迹控制,让多轴同步、协同运动,实现同步控制和轨迹控制。 其技术研发和应用实际上早于PLC的历史。 运动轴从脉冲控制发展到总线控制,控制器的核心部件从工业计算机、ASIC、FPGA、DSP等器件发展到ARM、X86嵌入式系统。 各个品牌的硬件方案有所不同,但在降低控制系统成本方面不断减少、不断简化用户编程的发展方向是相同的。 市场上有欧洲、日本、国内(包括台湾)的运动控制器品牌,每个品牌都有不同的运动控制编程方法。

通用运动控制器的用户编程简单易用。 例如,您只需选择一种运动控制模式,如定位、凸轮、同步运动、插补等,然后设置该模式下对应运动轴关节的特性参数、IO和动作逻辑。 。 有些控制器还提供API软件接口,通过函数调用命令其进行各种相应的运动控制。 运动控制器也具有可编程I/O逻辑处理功能,但在处理的I/O规模、实时性、编程指令的丰富性方面不如PLC。 因此,运动控制器不能替代PLC。

有了运动控制器的这些功能和特点,使用具有运动控制功能的PLC,编写MC用户程序,也可以实现同样的运动控制功能。 同时,还可以编写复杂的过程逻辑控制和非标准运动机构应用的处理。 特别是基于CODESYS软件平台的控制器编程,可以轻松实现设备多组插补控制通道同时运行,降低大型设备电控系统解决方案的成本。 例如,硅晶行业的锂电池高速薄膜、卷绕机、多线切割机、激光模切机、高速包装机的电控系统,就采取了运动控制+逻辑的性能控制到了极致。 这也是当前先进制造行业设备选择具有运动控制功能的PLC的原因。

适合标准机械手的运动控制器。 每个品牌都有自己独特的运动控制系统。 这些机械手控制器往往具有示教、仿真、过程控制和调试等软硬件资源。 这是一个运动控制器。 集优势。 但在机器换人的应用设备场景中,如上下料机构、异型件切割、焊接、打磨等,会采用非典型机械手结构,或者上述加工动作机构的组合,采用具有运动控制功能的PLC,比较合适。

以控制金属加工机床为目标的数控系统,原则上是功能明确、控制技术成熟的运动控制器。 以发那科、西门子、三菱、新代为代表的几个品牌分别占据高、中、低端市场。 再加上CAD/CAM庞大的第三方资源的支持以及用户习惯的影响,带有运动控制功能的PLC一时不再流行。 很难与成熟的数控系统竞争。

3. CODESYS软件平台的影响力不可小觑

IEC61131-3标准发布后,德国多家PLC软件厂商提供了基于该标准的编程环境开发平台。 经过多年的竞争,3S公司成为仅存的一家自主开发的软件厂商,其CODESYS软件平台这一解决方案,由于支持SoftMotion功能,被众多控制器厂商采用,有人称其为业界的Android 。 如果您对CODESYS的编程应用有一定的了解,您会发现它提供了与PC软件相同的处理能力。 主要限制是控制器CPU处理器的计算能力。

CODESYS软件平台为用户提供了IEC库、MC库、SMC库,可以实现以下运动控制功能:

还有符合PLCopen规范的Part4轴组编程。 通过鼠标操作和简单的表格填充和配置,可以编写机器人控制程序,使以前复杂的软件技术变得大众化。

CODESYS平台软件不断完善功能,如添加IOT、CLOUD等功能模块。 基于其开放性,控制器制造商还可以在控制器上添加其他功能模块。 例如,汇川AT900控制器将图像处理功能集成到控制器中,集成为更强大的智能运动控制。

4、PLC控制器和运动控制器的后续发展分析

开放的PLC相关标准将受到更多PLC厂商的欢迎和更多用户的认可。 我们相信,旨在造福PLC用户的PLCopen规范及其兼容产品将获得越来越多的用户支持。

用户总是倾向于选择易学、易用、通用、具有价格优势的科技产品。 好的解决方案一定会受到更多的欢迎,就像智能​​手机取代相机、计算器、导航仪和记事本一样。

运动控制器也在不断发展以满足用户的需求。 我相信基于CODESYS平台的运动控制器模型迟早会面世。

周宝亭|汇川技术

以上内容为受访者个人观点。 任何相似之处纯属巧合。

作者 admin