运动控制技术的未来发展趋势

运动控制起源于早期的伺服控制，简单地说，运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的轨迹和规定的运动参数完成相应的动作。随着计算机技术和微电子技术的发展，机电一体化技术得到迅速发展，运动控制技术作为其关键的组成部分，也得到了前所未有的发展，各种运动控制的新技术和新产品层出不穷，使产品结构和系统结构都发生了质的变化，西门子公司的SIMOTION系统就是在这种环境下诞生的。

在机械制造领域中，尤其是那些依赖于运动控制的机器，它们的运动以往是依靠机械元件以及若干电子装置来完成的，比如齿轮、凸轮、位控模块等，这也意味着，即使是一个很小的功能变化或者额外的功能需求都将需要进行更换元件、更新结构、重新编程等工作。同时由于机械磨损在所难免，系统控制准确度会逐渐降低，需要大量的备件库存。而在市场竞争日益激烈的今天，势必要求产品多样、质量提高、产能增加，这就使得生产机械的运动越来越复杂，对速度及准确度的要求也越来越高，而传统的生产机械越来越难满足这些要求。能够取代这些独立元件的方法是使用一种功能全面的自动化系统，它必须能够提供针对不同控制任务的解决方案，如图1-1所示，并具有如下特点：

1）由一个系统来完成所有的运动控制任务；

2）适用于具有许多运动部件的机器。

图1-1 用SIMOTION系统替代传统机械解决方案(www.xing528.com)

西门子公司提供了SIMOTION系统（见图1-2）可实现这些要求。

图1-2 SIMOTION系统

SIMOTION适用于所有执行运动控制任务的机器，从简单机器到高性能机器，其目的是为众多运动控制任务提供一个简便而灵活的解决方案。SIMOTION将运动控制功能与大多数机器中所具有的另外两种控制功能（即PLC功能和工艺控制功能）结合在一起。通过这种方法，可以在同一个系统内同时实现轴的运动控制和机器逻辑控制。这也适用于对液压轴进行压力控制等工艺功能，位置控制定位模式和压力控制之间可实现无缝切换。将运动控制、PLC和工艺功能这三种控制功能组合在一起可以降低工程组态开销、提高机器性能，同时也节省了各个控制部件之间的数据传输时间，便于对整个机器进行统一和透明的编程和诊断。