總線(xiàn)伺服和脈沖伺服有什么區(qū)別？哪個(gè)應(yīng)用更多？
總線(xiàn)伺服包裝機(jī)與脈沖伺服包裝機(jī)的區(qū)別:
區(qū)別:伺服實(shí)際上是一種用來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制的動(dòng)力傳輸技術(shù)。同時(shí)也提到了它可能涉及的一些產(chǎn)品。而生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備的高性能運(yùn)動(dòng)控制功能，單靠這些傳動(dòng)產(chǎn)品是無(wú)法完成和實(shí)現(xiàn)的。它們必須集成在一起，有機(jī)地集成到設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)中，才能發(fā)揮應(yīng)有的作用。
區(qū)別:考慮到交流變頻伺服已經(jīng)成為當(dāng)前工業(yè)應(yīng)用中運(yùn)輸控制領(lǐng)域的絕對(duì)主力，接下來(lái)關(guān)于伺服技術(shù)的討論將集中在交流伺服上。
區(qū)別:交流變頻伺服是一種以交流變頻為動(dòng)力傳遞方式的伺服技術(shù)，其核心自然是伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)。伺服驅(qū)動(dòng)器根據(jù)控制端的指令將電源側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)電源輸入轉(zhuǎn)換為伺服電機(jī)所需的可調(diào)交流電源；伺服電機(jī)會(huì)進(jìn)一步將這種電源轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率輸出，從而驅(qū)動(dòng)負(fù)載完成特定的運(yùn)動(dòng)控制功能。
區(qū)別:這樣，要想把交流伺服技術(shù)引入到設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)中，至少要有三個(gè)方面與之連接和集成:控制平臺(tái)、電驅(qū)動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)。
區(qū)別:伺服系統(tǒng)的控制平臺(tái)。
區(qū)別:在談到伺服和變頻的區(qū)別時(shí)，我們?cè)?jīng)說(shuō)過(guò)，為了達(dá)到很高的應(yīng)用控制精度，伺服驅(qū)動(dòng)和控制平臺(tái)之間的命令更新的時(shí)間尺度必須精確到細(xì)微的程度，它們必須以極其確定的時(shí)間周期進(jìn)行操作和控制數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互。因此，長(zhǎng)期以來(lái)，設(shè)備操作控制平臺(tái)連接伺服產(chǎn)品時(shí)，需要使用專(zhuān)用的操作控制數(shù)據(jù)端口，如高頻突發(fā)端口或?qū)Ｓ玫牟僮骺刂瓶偩€(xiàn)端口。
區(qū)別:一般來(lái)說(shuō)，脈沖串伺服控制的硬件成本比較低，大部分用戶(hù)并不太在意它的伺服控制其實(shí)是開(kāi)環(huán)的。但與此同時(shí)，它的缺點(diǎn)也很明顯。一方面，運(yùn)控系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，不夠靈活，只能是星型布局；另一方面，由于單個(gè)脈沖模塊同時(shí)可接入的伺服軸數(shù)量非常有限，系統(tǒng)的空間占用和布線(xiàn)數(shù)量會(huì)隨著軸數(shù)的增加而變得異常龐大，對(duì)于那些大型伺服控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，這將嚴(yán)重影響應(yīng)用和集成的綜合體驗(yàn)。
區(qū)別:專(zhuān)用運(yùn)行控制總線(xiàn)采用數(shù)字串行通信完成控制器與伺服驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)交互，單個(gè)端口可以接入多個(gè)伺服軸。此外，它們大多支持多元件橋接和串聯(lián)，可以鏈?zhǔn)讲季纸M網(wǎng)，使得系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常靈活，有助于用戶(hù)節(jié)省大量設(shè)備空間，減少線(xiàn)束連接，簡(jiǎn)化操作控制系統(tǒng)的應(yīng)用和集成。但在當(dāng)時(shí)，專(zhuān)屬公交運(yùn)控產(chǎn)品高昂的采購(gòu)成本總是讓很多用戶(hù)望而卻步。因此，一直以來(lái)，它們都被視為“高端”的伺服運(yùn)輸控制產(chǎn)品。
區(qū)別:另外，由于伺服應(yīng)用在空間上更注重?cái)?shù)據(jù)計(jì)算，在控制策略上更注重力學(xué)，需要處理大量的運(yùn)動(dòng)學(xué)任務(wù)，如:空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、軌跡規(guī)劃與跟蹤、加減速和力矩的計(jì)算等。，與一般的控制方法如離散、邏輯、批處理、過(guò)程等有很大的不同。
區(qū)別:除了上述運(yùn)輸控制數(shù)據(jù)接口的特殊性，早些年的自動(dòng)化運(yùn)輸控制設(shè)備往往需要同時(shí)配備一個(gè)邏輯控制器PLC和一個(gè)專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制器MC，分別處理邏輯控制任務(wù)和運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)。這種設(shè)備控制系統(tǒng)的復(fù)雜性是顯而易見(jiàn)的。用戶(hù)不僅要同時(shí)配置和操作兩套控制系統(tǒng)，還要考慮它們之間大量的數(shù)據(jù)交互和操作邏輯，使得機(jī)器在設(shè)計(jì)、使用和維護(hù)，甚至學(xué)習(xí)和培訓(xùn)等方面的應(yīng)用成本顯得非常高。
區(qū)別:近年來(lái)，隨著電子半導(dǎo)體和信息通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，設(shè)備控制器和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品的發(fā)展也進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代。
區(qū)別:一方面是高性能多策略控制器，它集運(yùn)動(dòng)和離散、邏輯、...和其他控制方式，基本上已經(jīng)成為自動(dòng)控制產(chǎn)品的主流。用戶(hù)只需要使用一個(gè)(自動(dòng))控制器，就可以在其設(shè)備中實(shí)現(xiàn)各種策略的功能任務(wù)。
區(qū)別:另一方面，工業(yè)以太網(wǎng)基本解決了網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和時(shí)間確定性問(wèn)題(雖然不同公司采用的方法不同)，完全可以替代甚至超越上一代操作控制總線(xiàn)的應(yīng)用性能。有了這項(xiàng)技術(shù)，用戶(hù)只需要在自己的設(shè)備中使用實(shí)時(shí)通信技術(shù)的一種協(xié)議，如:EtherCAT、PowerLink、ProfiNet IRT、SERCOS III等。，這樣他們就可以把伺服驅(qū)動(dòng)器與通用的連接起來(lái)。
區(qū)別:這樣伺服操作控制設(shè)備的自動(dòng)化架構(gòu)變得非常簡(jiǎn)單。每個(gè)運(yùn)行控制設(shè)備單元只需要使用一個(gè)自動(dòng)化控制器，通過(guò)一個(gè)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)，就可以與伺服軸、變頻器、I/O等底層自動(dòng)化部件進(jìn)行通信。，并完成設(shè)備的各種功能；同時(shí)，生產(chǎn)線(xiàn)上的多個(gè)設(shè)備單元只使用一種實(shí)時(shí)通信協(xié)議就可以連接到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)它們之間的各種協(xié)作和互操作，進(jìn)而可以一起連接到生產(chǎn)線(xiàn)乃至整個(gè)工廠(chǎng)的運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)上。
區(qū)別:目前大多數(shù)自動(dòng)化廠(chǎng)商都是基于自己的產(chǎn)品系統(tǒng)推出了所謂的“全集成”自動(dòng)化設(shè)備控制系統(tǒng)。雖然名稱(chēng)不同，各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)細(xì)節(jié)也不同，但縱觀其系統(tǒng)架構(gòu)，殊途同歸，基本屬于上述拓?fù)滹L(fēng)格。
區(qū)別:設(shè)備用戶(hù)能夠接受這種曾經(jīng)“高大上”的操作控制方案，很大程度上是因?yàn)樾滦涂刂破骱鸵蕴W(wǎng)技術(shù)為生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備帶來(lái)的整體成本和收益的優(yōu)化。這種優(yōu)化不僅僅是硬件成本的降低(實(shí)際上很多硬件產(chǎn)品的成本是增加的)，更多的是體現(xiàn)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、功能的集成、性能的提升、操作的便捷性所創(chuàng)造的附加值和綜合收益。
區(qū)別:但是考慮到目前工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議品牌/陣營(yíng)的現(xiàn)狀，設(shè)備用戶(hù)可能不會(huì)那么自由的選擇自己的伺服運(yùn)行控制系統(tǒng)。雖然各家都宣稱(chēng)自己的系統(tǒng)和技術(shù)是開(kāi)放的，但實(shí)際上在控制平臺(tái)的搭建上，其品牌/陣營(yíng)的排他性是顯而易見(jiàn)的。除了使用目前流行的通訊協(xié)議EtherCAT的運(yùn)行控制/自動(dòng)化產(chǎn)品外，大部分品牌設(shè)備控制器只能兼容自己(或合作)的伺服產(chǎn)品。很多時(shí)候，用戶(hù)為了某個(gè)功能，不得不被整個(gè)品牌的全系列產(chǎn)品綁架。但是，在下一代工業(yè)通信技術(shù)出現(xiàn)之前，這種情況不會(huì)改變。
區(qū)別:在伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，脈沖方式一般是一些要求不高的簡(jiǎn)單伺服應(yīng)用。眾所周知，發(fā)送和接收脈沖有一定的時(shí)間延遲，總線(xiàn)控制方式的總線(xiàn)型伺服驅(qū)動(dòng)器(即絕對(duì)值伺服和EtherCAT伺服)才能真正實(shí)現(xiàn)等時(shí)同步，因?yàn)榭偩€(xiàn)通信速度更快，可以直接發(fā)送速度或位置設(shè)定值。所以高端伺服應(yīng)用都是總線(xiàn)控制方式。
總線(xiàn)伺服驅(qū)動(dòng)器靈活性強(qiáng)，性?xún)r(jià)比高。與傳統(tǒng)方案相比，它具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.節(jié)省布線(xiàn)成本，減少布線(xiàn)時(shí)間和出錯(cuò)幾率。PLC的一個(gè)總線(xiàn)通訊口可以連接多臺(tái)伺服機(jī)，伺服機(jī)可以插一個(gè)簡(jiǎn)單的RJ45口，縮短了工期。
2.信息多:全數(shù)字信息交互，可雙向傳輸多種參數(shù)、指令、狀態(tài)數(shù)據(jù)；脈沖方式只能傳遞一個(gè)方向的位置或速度信息，無(wú)法獲得更多的伺服狀態(tài)或參數(shù)。
3.高精度，數(shù)字通訊方式:無(wú)信號(hào)漂移問(wèn)題，指令和反饋數(shù)據(jù)精度可達(dá)32位。
4.可靠性更高，抗干擾能力更強(qiáng)，無(wú)脈沖丟失。當(dāng)脈沖/方向控制處于高速時(shí)，將會(huì)不可靠。
5.降低系統(tǒng)的總成本。當(dāng)有兩個(gè)以上的伺服時(shí)，不需要調(diào)整PLC配置，而傳統(tǒng)方案需要增加脈沖或軸控制模塊。當(dāng)有更多的伺服時(shí)，甚至需要更高等級(jí)的PLC硬件來(lái)滿(mǎn)足要求。
6.不需要額外的硬件或布線(xiàn)就可以開(kāi)發(fā)軟件功能更強(qiáng)大的設(shè)備:PLC可以通過(guò)總線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控伺服電機(jī)的故障，并顯示在HMI上。同時(shí)，PLC還可以監(jiān)控伺服電機(jī)的實(shí)際位置和速度，并可以根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)整伺服參數(shù)。伺服參數(shù)可以在HMI中設(shè)置，無(wú)需在伺服面板上進(jìn)行修改，簡(jiǎn)單、直觀、無(wú)誤。
7.采用運(yùn)動(dòng)功能塊標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，提高編程調(diào)試效率:采用CAN總線(xiàn)系統(tǒng)解決方案，可以避免傳統(tǒng)脈沖方向控制方式中編程量大、調(diào)試復(fù)雜的問(wèn)題，提高效率，節(jié)約成本和時(shí)間。
8.可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，在生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備長(zhǎng)或者伺服多的情況下非常方便，安裝成本低。
9.易擴(kuò)展:當(dāng)設(shè)備有可選軸或以后可能添加軸時(shí)，非常方便。PLC配置不需要增加硬件，接線(xiàn)非常簡(jiǎn)單。
10.它更易于維護(hù)，具有更多的狀態(tài)信息和診斷信息。而且CNC和運(yùn)動(dòng)控制都采用總線(xiàn)控制，在歐美非常流行。
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目前伺服系統(tǒng)的類(lèi)型主要分為脈沖伺服和總線(xiàn)伺服?？偩€(xiàn)伺服比脈沖伺服強(qiáng)。為什么？伺服有什么優(yōu)勢(shì)？讓我簡(jiǎn)單地告訴你一些事情。
我們知道，脈沖的發(fā)送和接收都有一定的延遲，無(wú)法實(shí)現(xiàn)等時(shí)同步，而總線(xiàn)控制方式的總線(xiàn)伺服驅(qū)動(dòng)器可以，因?yàn)榭偩€(xiàn)通信速度更快，可以直接發(fā)送速度或位置設(shè)定值。
總線(xiàn)伺服系統(tǒng)，具有以下應(yīng)用:
1、應(yīng)用，節(jié)省工程布線(xiàn)成本，縮短布線(xiàn)時(shí)間，降低出錯(cuò)概率。
2.控制指令的信息量更大:全數(shù)字信息交互，可以雙向傳輸很多參數(shù)、指令、狀態(tài)等數(shù)據(jù)；脈沖方式只能傳遞一個(gè)方向的位置或速度信息，無(wú)法獲得更多的伺服狀態(tài)或參數(shù)。
3.申請(qǐng)?？偩€(xiàn)伺服系統(tǒng)控制精度高，無(wú)信號(hào)漂移。
4.申請(qǐng)?？偩€(xiàn)伺服系統(tǒng)可靠性更高，抗干擾能力更強(qiáng)，不會(huì)丟失脈沖。
5.申請(qǐng)。總線(xiàn)伺服系統(tǒng)可維護(hù)性更強(qiáng)，有更多的狀態(tài)信息和診斷信息。
6.總線(xiàn)伺服系統(tǒng)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，在生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備長(zhǎng)或伺服數(shù)量多的情況下，非常方便，安裝成本低。
7.申請(qǐng)?？偩€(xiàn)伺服系統(tǒng)易于擴(kuò)展。當(dāng)設(shè)備有可選軸或軸可以在以后添加時(shí)，這是非常方便的。PLC配置不需要增加硬件，接線(xiàn)非常簡(jiǎn)單。
8.申請(qǐng)?？偩€(xiàn)伺服系統(tǒng)更易維護(hù)，有更多的狀態(tài)信息和診斷信息。
