研华AMAX-2000系列分布式运动控制解决方案

　　[关键词]： 编码器 电机 伺服 流量计

　　[摘要]：AMAX-2000 系列 (Advantech Machine Automation 系列)能够摆脱距离和空间的限制，被设计用来解决出现越来越多的布线问题，更好的解决这些复杂的控制系统的维护问题。工业自动化

　　在当今的自动化应用中，在节约空间方面有了不错的选择，一个关键的因素就是选择分布式运动控制，在这种解决方案中，控制架构分为主站和从站，主要的控制由中央的控制器(主站)来承担，通过总线将控制指令传送到控制系统的从站。采用这种方案的好处非常多，其中最基本的是可以节约大量的时间和资金。

　　当然，并非所有的分布式控制系统的控制方式都是相同的。如果选择错误的分布式控制提供也会带来很多问题。一旦系统建立，错误的更改势必会带来昂贵的资金和时间上的成本。因此，在建立一个系统之前，必须注意实时性的要求程序、控制回路的整合程度、系统采用电机的类型、软件接口的开放性以及其它一些需要关注的规格。事先确定好这些问题可以使最终的方案更加完善且成本最优。

　　每年，新开发的运动控制产品的轴数越来越多，系统也越来与复杂。距离也成为一个问题，因为电机被放置地越来越远离主控制器。AMAX-2000 系列 (Advantech Machine Automation 系列)能够摆脱距离和空间的限制，被设计用来解决出现越来越多的布线问题，更好的解决这些复杂的控制系统的维护问题。

　　AMAX-2000系列分为主站卡和从站模块，主站卡被安装在主控PC中，从站模块可以被分散安装，以方便接近放置在现场的电机驱动器。AMAX- 2000系列使得运动控制系统的架构更加容易，AMAX-2000系列可以节约布线和编程方面的费用，同时，由于AMAX-2000系列和大部分品牌的电机都有很好的兼容性，使得采用AMAX-2000系列更加方便。

　　虽然市场整体的数字没有具体的统计，但是分布式运动控制越来越成为运动控制市场的趋势。对供货商的调查显示在某些领域对分布式运动控制的需求越来越多，比如自动化密集型产业如设备制造，封装，半导体及平面显示器制造等，越来越多的行业将使用这一技术。一个重要原因是分布式控制方式节省资金而且能够节约安装时间。

　　在过去的10年中，分布式运动控制方案只是一个备用选择。此前，自动化系统设计者不得不采用集中式的控制系统，例如PLC，来对电机的动作加以控制。这个方法的一个弊端是需要庞大数量的连接线，一个伺服电机需要大量的线来定义信号如编码器反馈、传感器输出以及其它从电机反馈回主控制器的信号。据统计，一轴的运动控制需要多于25根的线缆。构建这样一个系统非常具有挑战性，庞大数目的线缆使得系统的后续服务和可靠性变得十分困难。

　　另一个缺点是电缆运行的长度。因为线缆需要从中央控制器连接到现场电机，距离较长，每英尺距离的增加都会增加由于线缆故障及其它问题带来的系统故障的几率。同样的，每英寸增加的线缆长度也会增加系统成本。一些原料处理和制造自动化系统中不得不架构超过几百英尺的线缆。单是考虑系统所需的线缆，系统的成本会非常昂贵而且会带来维护的困难。

　　另外一些出现在集中式的自动化系统中不太明显的问题是，在系统扩展和升级时会遇到一些困难。扩展系统或者进行升级意味着整个系统要进行更改而可能带来的一些冒险，而且生产必须停止才能进行。这是集中式控制固有的问题。集中式系统可以对实时性的命令或动作做出快速响应，但是也会因为接受命令太多带来的系统负荷过高。当然，命令太多之后发生在非常庞大和复杂的自动化系统中，所以，如果在类似的情况下，可以考虑将控制器分散化，采用分布式的运动控制方式。

　　相比之下，分布式的运动控制系统分布式运动控制系统能消除或降低这些问题的发生。因为控制功能内置在驱动器中，这样从中央控制器到每个电机轴的线缆就大大减少了。和PLC与电机之间的几十根的电线相比，分布式运动系统只需要一根线缆主站连接从站。

　　线缆数量的大大减少使得布线和安装更加容易，同时提高了系统的可靠性，也使得维修和故障诊断更加容易。这是因为当一个问题发生时，无须对数量庞大的长线缆进行检测。另外一个好处就是系统可以在更大的距离范围内进行更加精确的控制。分布式的系统有效的减小了指令循环的时间并且可以跨越更大的距离。

　　分布式运动控制方案中的控制器可以独立的升级，也可以减少对控制器的需求。

　　最后，采用分布式运动控制的一个担心就是在分布式运动控制是由控制网络构成，由于网络拥塞或对中央控制器的太多指令传输，系统响应时间会延长。通过利用高质量或专用的网络可以克服这个问题。这个方法不能没有解决对中央控制器需求指令太多的问题，另一个方法可以做到。这个方法是使用一种智能遥控装置来最大限度的减少网络流量。这样运动控制指令被有效地传播散步到整个系统中，在电机和运动控制资源间很好的相配。因此，不会使得系统的负担过重。

　　以下是一些AMAX-2000系列产品在某些领域的应用：

　　1、可以兼容不同的供货商提供的多种电机：研华为市场上常见的一些电机，如Panasonic, Mitsubishi and Yaskawa等提供了专门的接线端子，使得配置更加容易。

　　2、AMAX-2000系列的运动控制指令和I/O功能采用相同的库：这种独特的功能可以节省时间，因为程序员不需要又研究运动库指令库又研究I/O库。你也可以直接连接到一个手动脉冲发生器来调整并校准系统而无需先写出程序。

　　3、高速串行通信技术：在AMONet RS-485从站模块块间的通信速度可达到20 Mbps。这使在1.04毫秒内扫描2048个输入/输出点(或是0.56毫秒内扫描1024个输入/输出点)成为可能。另外，一个AMAX-2000系列RS-485主站会自动更新I/O状态，并将数据绘制到本地内存。运行于主机PC上的软件就可以通过简单读取状态，因此无需轮询的从站模块。

　　4、导轨安装的 I/O设计：DIN-rail设计将节省50%的分配面板空间，也使布线变得简单。

　　5、前端出线I/O和可拆式端子：所有的I/O位于AMAX-2000系列的前端，可拆卸。操作者易于安装和维修这些带有可拆式端子的产品。

　　6、定制功能块：IEC61131-3标准提供了一个很好的基于运动控制应用和PLCopen运动控制函数库及独立用户界面的框架。用户可以利用功能块、梯形图进行编程。

　　7、完整的软件开发包：AMAX-2000支持Windows CE.NET,它提供了一个带有优化板载设备驱动器的预先设定好的影像。MULTIPROG支持所有的IEC 61131-3编程语言。根据要处理的任务，编程者的经验和公司标准，你可以选择五种标准编程语言的其中之一，使用MULTIPROG为您提供多方面的优势。MULTIPRO的使用带来了很多的方便，因为所有必需的数据都可以显示在MULTIPROG中，在PLC编程和调试间频繁切换已不再是必要的。因此，PLC的编程工作随之减少。