工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要怎樣的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)？

無論是“工業(yè)4.0”，還是“中國(guó)制造2025”，都是以建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為重要目標(biāo)之一。在現(xiàn)階段制造業(yè)的世界里，工業(yè)互聯(lián)也已不再是一個(gè)夢(mèng)想，隨著網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的深入應(yīng)用，將為工業(yè)生產(chǎn)帶來一次嶄新的變革。而在這一進(jìn)程中，運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)技術(shù)應(yīng)如何適應(yīng)新時(shí)期發(fā)展的要求？工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的生產(chǎn)制造模式將需要怎樣的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及產(chǎn)品？這些都是值得行業(yè)人士認(rèn)真思考的課題。

本期，我們特別邀請(qǐng)到深圳市正運(yùn)動(dòng)技術(shù)有限公司副總經(jīng)理陳光華，以及深圳市匯升?？乜萍加邢薰窘?jīng)理趙玉恒，請(qǐng)他們來和大家分享一下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)下對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)發(fā)展影響的看法和觀點(diǎn)，期望為產(chǎn)業(yè)帶來有價(jià)值的訊息。

控制系統(tǒng)朝著網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化方向邁進(jìn)

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)控制方式已不能滿足設(shè)備自動(dòng)化程度更高的要求，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)涵蓋的內(nèi)容越來越廣泛，總的來說，控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化發(fā)展是必然趨勢(shì)。

自動(dòng)化的最終環(huán)節(jié)是電機(jī)按照設(shè)定指令運(yùn)行，如今的自動(dòng)化設(shè)備電機(jī)軸數(shù)較以前顯著增加，如何控制眾多軸數(shù)電機(jī)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜動(dòng)作是控制系統(tǒng)必須要面對(duì)的問題，因此網(wǎng)絡(luò)化控制方案的出現(xiàn)目的之一就是要解決傳統(tǒng)控制方案中的硬件、軟件甚至電氣解決不了的復(fù)雜問題。無論是傳統(tǒng)以太網(wǎng)、EtherCat、Profinet，還是已廣泛應(yīng)用的CAN-bus，都是控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的市場(chǎng)需求體現(xiàn)，也是控制系統(tǒng)廠商提高系統(tǒng)附加值的普遍做法。

深圳市匯升睿控科技有限公司經(jīng)理趙玉恒

其中，通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定性會(huì)直接影響網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)的市場(chǎng)應(yīng)用，這是用戶重點(diǎn)關(guān)注的一點(diǎn)。通訊不穩(wěn)定，即使系統(tǒng)功能再強(qiáng)大，也無法獲得市場(chǎng)認(rèn)同。而通訊系統(tǒng)本身需要較長(zhǎng)時(shí)間實(shí)際應(yīng)用測(cè)試，確保各種控制功能穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)、控制指令通行順暢，這樣才能獲得市場(chǎng)認(rèn)同。

另外，通用性也會(huì)影響系統(tǒng)的應(yīng)用效果。不同品牌間同種通訊接口是否真正按照網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議設(shè)定、是否能做到無縫對(duì)接都會(huì)直接影響用戶體驗(yàn)。通用性問題其實(shí)是人為設(shè)定的技術(shù)壁壘，目前市場(chǎng)已有產(chǎn)品中確實(shí)存在這種狀況，使用戶選擇的自由度大打折扣。

集成化同樣也是網(wǎng)絡(luò)式控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)之一。整個(gè)控制系統(tǒng)功能進(jìn)一步增強(qiáng)、以往不同功能的硬件進(jìn)一步融合，比如之前作為上位機(jī)的工控機(jī)、PLC，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)都是并行存在的，網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)中工控機(jī)與PLC會(huì)融合、驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)也會(huì)融合，也就是高度集成，只有這樣才能充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。以此目標(biāo)來看已有市場(chǎng)產(chǎn)品，大多數(shù)只能算作過渡產(chǎn)品，而例如優(yōu)愛寶機(jī)器人開發(fā)的微型控制電腦（工控機(jī)+PLC）、驅(qū)控一體機(jī)等一類產(chǎn)品顯然已先行一步。

智能化是網(wǎng)絡(luò)化控制方案有別于傳統(tǒng)控制方案的一個(gè)重要特點(diǎn)，也是網(wǎng)絡(luò)化控制方案功能增強(qiáng)的一個(gè)表征。智能化與集成化密不可分，會(huì)同時(shí)在簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)架構(gòu)、降低應(yīng)用難度方面給用戶以更好的體驗(yàn)。

綜上所述，網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化是工業(yè)控制系統(tǒng)的必然趨勢(shì)，也是考驗(yàn)眾多控制系統(tǒng)廠商特別是國(guó)內(nèi)廠商技術(shù)實(shí)力的關(guān)鍵要素。開發(fā)出網(wǎng)絡(luò)式控制系統(tǒng)方案不難，難的是控制方案如何做到穩(wěn)定、如何讓用戶容易上手，這是控制系統(tǒng)廠商在獲得持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力方面必須要做的努力。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)向下以太網(wǎng)總線化，向上云數(shù)據(jù)化時(shí)代來臨

EtherCAT是目前發(fā)展最為迅速的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)之一，但在實(shí)際應(yīng)用上，EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)現(xiàn)階段最大的問題主要在于國(guó)內(nèi)外EtherCAT伺服價(jià)格仍然略為偏高。據(jù)預(yù)計(jì)，隨著EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)的高速發(fā)展，EtherCAT伺服出貨量即將出現(xiàn)“井噴”，在未來1-2年內(nèi)EtherCAT伺服的價(jià)格將與脈沖型伺服的價(jià)格相差無幾。

深圳市正運(yùn)動(dòng)技術(shù)有限公司副總經(jīng)理陳光華

從市面上大多數(shù)現(xiàn)有的EtherCAT伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的開發(fā)情況來看，各家產(chǎn)品及系統(tǒng)都有各自擅長(zhǎng)的領(lǐng)域或應(yīng)用特點(diǎn)。例如，有的適合直線電機(jī)應(yīng)用，有的在客戶群體中的認(rèn)知度較高，有的伺服系統(tǒng)的剛性高、自適應(yīng)性強(qiáng)，有的伺服系統(tǒng)的編碼器支持種類廣泛，有的伺服系統(tǒng)的售后調(diào)試服務(wù)好，有的伺服系統(tǒng)功率涵蓋范圍寬，有的伺服系統(tǒng)與伺服電機(jī)采用一體化設(shè)計(jì)，有的伺服系統(tǒng)采用多軸合一的一體化設(shè)計(jì)，有的售前售后服務(wù)體驗(yàn)好等等。

實(shí)際上，以太網(wǎng)總線型運(yùn)動(dòng)控制的選型重點(diǎn)首先要評(píng)估方案的可行性，選擇能夠滿足行業(yè)工藝要求的產(chǎn)品方案；其次是要考慮性能指標(biāo)的要求；然后還需要考慮項(xiàng)目整體的開發(fā)難易程度，以及廠家的支持力度、售后服務(wù)、交貨貨期時(shí)間等等。在一套以太網(wǎng)總線型運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，以太網(wǎng)總線型運(yùn)動(dòng)控制器在整個(gè)系統(tǒng)起到了非常關(guān)鍵的作用，控制器的技術(shù)支持與服務(wù)、軟件開發(fā)的難易度更決定著項(xiàng)目的成敗，而控制器的價(jià)格才是最后需要考慮的因素。

深圳市正運(yùn)動(dòng)技術(shù)有限公司是一家很年輕的公司，看準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)的飛速發(fā)展，以及市場(chǎng)需求的迫切性，公司陸續(xù)推出了64軸的EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器ZMC464和32軸EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器ZMC432，并進(jìn)一步迅速開發(fā)出6軸版本EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器ZMC406，以及高性價(jià)比的3軸/4軸的EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器ZMC203E/ZMC204E。

正運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制器有很好的開放性，具備與更高一級(jí)的MES、ERP系統(tǒng)的通訊接口，同時(shí)也具備以太網(wǎng)接口，方便與更高一級(jí)的設(shè)備數(shù)據(jù)管控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙向交互，支持運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，在線診斷，以及過往數(shù)據(jù)的回溯，未來潛在風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)與預(yù)維護(hù)。除了具備良好的廠務(wù)管理數(shù)據(jù)接口外，正運(yùn)動(dòng)的EtherCAT控制器都具備與當(dāng)下主流云終端互聯(lián)互通的硬件接口，以便快捷地與華為云、騰訊云、阿里云等云系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。而在用戶體驗(yàn)上，越來越多的客戶在使用了EtherCAT控制器后，他們的體會(huì)是絕對(duì)值編碼器再也不用回零了，控制電纜減少了，故障好診斷了，電器柜更加整潔漂亮了，再也不用焊接脈沖的控制線纜了，總之，客戶在生產(chǎn)研發(fā)與售后服務(wù)的全流程過程中，已經(jīng)實(shí)實(shí)在在地體會(huì)到了EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的諸多好處。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)向下以太網(wǎng)總線化，向上云數(shù)據(jù)化的時(shí)代已經(jīng)到來，深圳正運(yùn)動(dòng)的EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器也力爭(zhēng)與時(shí)代接軌，與時(shí)代同行。