伺服与PLC的集成现状
(施耐德电气工业自动化运动控制部技术经理)李幼涵先生:伺服和PLC的集成是基于PLC在伺服中做好电流环速度环,在PLC中加入位置控制模板,两种技术的集成可分为三个阶段。
第一阶段,加入板卡,仅包括模拟量控制或脉冲控制,称之为单轴的方案,与板卡的区别是其为PLC编程语言,用户用PLC编程语言编辑伺服传动的实现过程。大型生产厂商,如施耐德、西门子、欧姆龙及三菱都有这种产品。
第二阶段,将原来单独的PC机及控制器等总线方式集成到PLC,此时的PLC不用位置板卡,只需一个总线进行控制。例如CANopen,这种总线技术基于PLC,可控制很多轴,使用一条电缆即可以向多轴的伺服系统发出指令完成工艺过程。
第三阶段,由于产业全球化,便出现了新的集成方案,为SOFT PLC和SOFT MOTION,我们将其做成了专用控制器,软件平台是公共的,符合IEC61131-3国际标准的编程语言,在硬件上可通过通用总线接若干伺服、远程I/O、变频器及一些带有总线标准的设备,这样真正将伺服技术与PLC集成在一起,用公用编程平台制作,施耐德已经将此产品投放市场并正在向这个方面的纵深发展。
(中达电通股份有限公司伺服数控产品处经理)李文建先生:伺服技术在运动控制大的概念中,占据相当重要的地位,伺服是忠实地执行上位控制指令的功能部件,如何做到“忠实”上位命令,是伺服技术追求的重要指标。使用中小型PLC集成可实现复杂的逻辑控制,整个设备的稳定性会大幅提高。其次,整个设备需要有安全性保障,例如冲压设备,与人身安全有关,对于整体设备要考虑提高其安全性。第三,生产关注效率,整个生产线效率提高,产量自然变大,由于市场竞争激烈,只有提高效率企业才能生存。第四,简化机械结构,降低综合成本。如今PLC与伺服组合越来越多,目前国内发展很快,整体都在进步。
(凌华科技(中国)有限公司量测与自动化产品事业处资深产品经理)丁辰龙先生:一般伺服电机会采用位置控制和速度控制两种模式,对于位置控制则一般采用脉冲控制,对于速度控制则一般采用电压控制。近年来在位置控制方面有了一种新的实现方式,即采用指令式的控制方式。这种控制方式往往采用分布式架构。另外还有些伺服电机可以借助目前通用的控制总线例如MotionBus,DeviceNet等与控制器(例如PC或者PLC)直接相连,这些控制器可以通过指令直接控制伺服电机,各个伺服电机采用级联方式,以减少配线和增大通信距离。
PLC在经历这些年的发展后,通信总线协议空前广泛,对于处理的实时性和传输的高效性的要求越来越高,因此逐渐开始向PAC过渡,即在大家熟悉的操作系统(例如Windows,Linux)上构架原有的PLC控制,同时保证原有的安全性与可靠性。这样采用了PC的强劲处理器、熟悉的HMI界面和PLC的稳定与简单控制。甚至在这种方式下,伺服控制器也被集成在控制器里面了,也就是原来的伺服驱动器被省略了。
伺服和PLC集成的意义
丁辰龙先生:两种技术融合最主要的意义是控制的实时性和稳定性被大大提高了,控制成本也降低了。因此用户可以在系统的接口上得到简化,也可以让控制器更多深入研究行业应用,以提高运动控制在各个领域的精度和速度。同时也存在缺点,控制器被推到了电机前端,信号抗干扰和电磁屏蔽就会变得重要,另外和伺服的接口有很多种类,例如SSCNET,Motionnet等,因此客户还需要针对不同的控制总线进行学习。
李幼涵先生:伺服技术与PLC集成的好处是,将所有元器件放在一个控制柜里。此类发展对机器制造类行业更有优势,将控制柜缩小,安装会更方便,所有信息可通过总线读取,即结构简化,省去很多物理设备。
其次,设计简化,不再需要使用多家编程语言操作。集成的发展使软件企业编制出通用的模块,直接调用功能块即可,将所有的标准典型技术做成功能块,用户只需调用功能块,可以使设计周期缩短。最后,间接成本降低,对用户是有益的。
赵铁男先生:随着伺服电机价格降低,逐渐用伺服结合PLC或专用运动控制器来取代变频已经是目前的发展趋势。伺服技术和PLC技术集成的意义在于提高机器的高科技含量,使速度和精度都有大幅度提高。对于用户的最大好处就是提高竞争力及机器运行效率,不好的地方就是成本有所增加。