讨论:数字总线到底解决了运动控制级这一特定层面中的什么关键技术? 点击:22593 | 回复:415



波恩

    
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发表于:2010-02-07 10:11:00
楼主
最近看到一位“曾是数控领域中的老人(1968年从事数控,是“WEDM”的英文名之命名者;十年后离开数控,本世纪初又返回数控领域)”针对本人在论坛言论的回帖,一方面认同“数控重在体系”的提法,另一方面又有些质疑本人关于“后步进时代””需推崇运动控制级全数字总线的看法。

这位前辈的原帖关键内容如下:

“数控重在体系”,完全正确!

中科院计箅所李国杰院士说过,“计算机产品越搞越复杂。” “全世界好像只有计算机产业是把事情越做越复杂。”李先生又说“简单易用,千万不可越搞越复杂。产品太复杂,再好的技术也普及不了。”“计算机科学可能更需要建立‘简单性’理论,即如何发现最简单的方法去解决实际问题。” “尽可能用简单方法处理复杂问题是信息技术的生存之道。”

窃以为,李先生之所见切中计算机产品(包括数控系统)之要害。我返回数控之后,发现数控系统越搞越复杂,重蹈计算机的覆辙,这是与开放性背道而驰的。

先生提出“后步进时代”,推崇运动控制级的全数字总线,我想请教的是,从开放性与简单性来看,从数字控制的本质来看,对于运动控制级,全数字总线 的本质是什么?解决了传统运动控制中无法解决的什么技术关键(不是指现场总线的共有优点)?

请先生指教,谢谢



个人谨将有关回帖整理张贴如下,欢迎业内朋友讨论。

作为“WEDM的英文名之命名者”前辈绝对是晚辈的崇拜对象!前辈开始从事数控的时候,晚辈尚未来到这个世界上。前辈重返数控的时候,晚辈才刚刚进入业内,虽然师从国内第一代数控专家已经将近十年。眼下晚辈无非是在数控的边缘混口饭吃,并非什么数控高手。

至于李院士的高论,晚辈不敢苟同,窃以为李院士混淆了两个概念,就是作为技术类产品的计算机中所必须包含的两个概念:一个是产品,一个是技术,产品自然要主张易用性,而技术则只能追求先进性。作为一名业内工程师,晚辈肯定没有学者的远见卓识。不过本人非常认同一位国外工程师的观点:所谓工程师就是以自己的复杂劳动为别人(主要指用户)提供便利的人群。工程师尚且需要如此,学者们难道就可以偷闲?作为国家最高学术机构的中科院不做越来越复杂的(先进)技术做什么?纳税人的钱不应该被用来养活饭桶。

再回到数控系统上来,从58年我导师那代人搞出国内第一台数控机床(包括系统),到前辈入行的68年,出行的78年,再到所谓改革开放十年后的88年,国内数控技术因为政策起伏已然经历了三起三落,每每不是一哄而上,继而一哄而散,计划经济导致的学院科研和吃饭技改未能造就民族数控产业,苟延残喘下来的机床所在合资后彻底沦为日本人的买办。无独有偶,从90年代初期,靠着吃政府市场饭的华中数控(背靠教育部),航天数控(背靠航空航天口军工企业),蓝天数控(背靠中科院)慢慢起来了,然而时至今日,除了能在政府市场混饭吃,对国内数控产业和市场又有什么实质贡献呢?!

就如PC绝不是计算机科学的代名词一样,数控的内涵也绝不是眼下遍地开花的经济型数控系统,就如计算机要分为大型机、小型机和服务器、PC一样,数控也要分为高端、中端和普及型、经济型,不同的分类,要害自然不同。经济型讲求低价格高可靠,因为经济型拼的就是价格,没有可靠性,根本应付不了高额售后支持和维护的成本消耗。中端和普及型的要害是性价比,在必须提供足够的功能和性能的同时,成本还必须降得下来,因为目前普及型的竞争对手主要是外国人,国产系统除了能为用户节省成本,还没有能力为用户创造价值。高端拼什么?看看“十一五”重大课题就不难发现,拼的是具备高性能的高端功能,目前国人还远不是外国人的竞争对手,高端数控对国人而言首先要解决的是(功能)有没有和(性能)好不好的产品问题,也就是先进技术的集成和产品化问题。

至此,就不难回答前辈的关于数字总线的质疑了,如果仅仅是面向经济型数控系统,后步进时代的脉冲串足以,又简单,又开放,又廉价。如果是面向中端和普及型数控,脉冲串和模拟接口会越来越显得捉衿见肘,毕竟今天的高端不久之后就会成为明后天的中端乃至普及型。面对高端应用,难道还有真的会有谁认为脉冲串足以?!模拟口虽然简单,而且开放,但国际数控业乃至运控业之所以弃之不用,而纷纷走向数字总线的理由早借模拟调节和数字控制之争就已然定论了,而且就每根轴的接入成本而言,抛开复杂线束及其布线成本不谈,高精度高分辨率的模拟接入成本也未必会低于数字总线的节点接入成本。

诚然,数字总线技术只是数控和运控系统中的数据传输载体,解决的关键问题在于高数据传输率、高数据刷新率和高指令同步性,数字总线本身并不直接解决数控和运控最本质的关键问题,但是这并不妨碍数字总线成为高端数控系统的关键特征(之一)。而且开放性也并非片面地意味着简单,没有经过良好封装的开放性,只能增加用户的使用难度和复杂性,使产品成为所谓的专家型系统(专家型用户才具备使用能力的系统),而封装的太好,开放可能也就无从谈起了。开放式系统是一个过于复杂的问题,晚辈无力揣度。关于数字总线的开放性,毋庸置疑的是,任何一种开放性数字总线的技术实现复杂度肯定都远高于脉冲串和模拟接口,而在这个问题上,恰恰是国人的软肋,不要说创立和起草全新的数字总线协议,就连拿现成的舶来品集成进自己的产品,国内数控和运控业内又有几家企业能够驾轻就熟,信手拈来呢?

以上就是晚辈对于国内数控技术发展和数字总线一点浅薄看法,恭请前辈不吝赐教。



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发表于:2010-03-04 18:27:14
241楼
SERCOS

SERCOS(serial real time communication specification)是一种用于数字伺服和传动系统的现场总线接口和数据交换协议,能够实现工业控制计算机与数字伺服系统、传感器和可编程控制器 I/O口之间的实时数据通讯,也可以理解为是一个开放的智能控制、数字化驱动接口是用于高速串联的,闭环数据在光纤上进行实时通信的接口。1995 年,SERCOS接口协议被批准为IEC1491 SYSTEM-Interface国际标准。它也是目前用于数字伺服和传动系统数据通讯的唯一国际标准,在各种数控机械设备中获得了广泛的应用。
SERCOS接口由一个主站(Master)和若干个从站(Slave,1~254个伺服、主轴或PLC-IO)组成,各站之间采用光缆联接,构成环形网,见图。站间的最大距离为80m(塑料光纤)或240m (玻璃光纤),最大从站数为254,数据传输率为2Mbit/s到16Mbit/s。
SERCOS协议定义了主站同步电报MST、伺服电报AT和主站数据电报MDT三种电报类型。主站同步电报MST由主站以固定周期发向所有从站,表示一次通讯周期开始,所有从站都将同时接收到该电报,主站通过它来控制各个从站的同步运行;伺服电报 AT由各个伺服从站发往主站,可将多种伺服信息实时反馈给主站,如伺服轴实际位置、转速、扭矩、报警信号、诊断信号、状态应答信号、PLC输入、伺服参数和电机参数等;主站数据电报MDT由主站发给从站,向从站发出控制指令,如:伺服轴指令位置、转速、扭矩、工作方式选择、PLC输出、伺服参数和电机参数等,各个从站均能接收到此电报,并在指定位置找到各自的数据。
SERCOS协议规定,系统在初始化阶段,主站必须完成网络通讯参数的配置,主要包括:系统通讯周期Tscyc,各个伺服电报ATx的发送时间T1.1、T1.2、…、T1.n,主站数据电报MDT的发送时间T2,各个从站控制数据MDTx在 MDT数据区中的位置和MDT的长度等。系统初始化需要四个阶段,以上数据必须在规定的阶段由主站采用服务通道方式完成配置。
通常,SERCOS标准的底层通讯协议——物理层和数据链路层——的实现是由SERCOS接口控制芯片来完成的,常用的芯片有SERCON410A/B、SERCON816等,但要实现应用层的功能则必须自己开发驱动程序或购买第三方开发的软件包。对于伺服系统来说,用户购买的从站设备已经由设备制造商按照从站的通讯规则编好了控制程序,他所要做的只是开发主站的应用层驱动程序,通过控制主站来实现通讯网络的建立和正常运作。
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专门用于伺服的我还真没有接触过,等我有空做几个项目再来讨论。

日发机械

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发表于:2010-03-05 12:07:35
242楼

各位朋友大家好,我请教个问题,我想用力士乐MTX的系统配安川SERCOS总线(SGDH)的伺服驱动和安川的电机,是否能用,请各位朋友给个意见。谢谢了。

能量控制

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发表于:2010-03-05 12:41:21
243楼

加上TRIO的P730模块就可以了。插在带双口RAM的安川驱动器SGDH的侧面。需要详细信息可以联系ZLIU66@HOTMAIL.COM

波恩

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发表于:2010-03-05 13:20:40
244楼
为什么不直接咨询安川等伺服原厂?!

能量控制

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发表于:2010-03-05 13:31:29
245楼

小家子气的日本安川,松下,三菱目前为止都在推自己定义的“总线”。不是被逼急了怎会搞通用的东东,哈哈。安川就没有做SERCOS接口。

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发表于:2010-03-05 13:47:20
246楼
http://sercos.org.cn/index.php-eID=tx_nawsecuredl&u=0&file=uploads-media-sercos2_Product_Overview_EN_01.pdf&t=1256873125&hash=f54f1d9bf819ebebe2a1a51fd21468e4.pdf

用这个资料就行,这个全面,呵呵,竖着是厂家,横着的是产品。
打黑点的,就是某厂家的某产品使用SERCOS III.一网打尽,一个不漏。
找一找有没有力士乐??

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发表于:2010-03-06 21:18:42
247楼

怎么没有人回了??里面条目有Bosch-Rexroth ,黑点即其适用于SERCOSIII标准的产品。很多。再找到三洋的条目,适用于SERCOSIII两者一对不就知道了??


 

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发表于:2010-03-06 21:20:05
248楼

博世力士乐适用于SERCOSIII的产品还不少

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发表于:2010-03-06 21:23:23
249楼

相对来说,三洋就少些。

能量控制

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发表于:2010-03-06 21:32:22
250楼

你还真是个热心人。人家主站是SERCOSII,而且SANYO DENKI 在大陆也没卖SERCOS版的伺服驱动器。SERCOSIII要用ETHERNET网线,人家主站是光纤通讯的两根光缆,没法联啊,呵呵。你还是琢磨给伺服厂家配套ETHERCAT接口,有性价比好的ETHERCAT接口伺服,我现在就有24轴好项目替代安川。

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发表于:2010-03-06 21:34:14
251楼

。。。。。。。。。。。。。。。。。。

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发表于:2010-03-07 08:47:16
252楼

呵呵。他们连接这个还不像帅克一样,拿出十万元钱来悬赏。。他们这个连接你说要花钱,他们就肯定不干了,呵呵。

日发机械是搞纺织机械的吧??好像见过有日发生产的气流纺。

波恩

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发表于:2010-03-07 10:15:02
253楼

如果要用EtherCAT接口的伺服,个人推荐澳洲ANCA的通用伺服,应用层协议为SERCOS,即SoE,EtherCAT原来所谓的SERCOS on EtherCAT,后碍于SERCOS的Logo障碍,首字母改称Servo 行规 IEC 1491 EtherCAT,其实还是SERCOS,只不过不再出现SERCOS Logo,目前在台湾代工,并由台湾的负责人做全球推广,北京有代理商。

能量控制

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发表于:2010-03-07 12:26:05
254楼

谢谢提供信息,有联系电话吗?网上只搜到澳洲的电话。

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发表于:2010-03-07 13:23:22
255楼

呵呵呵呵,以下这些厂家及产品都支持EtherCAT。这个范围更广,呵呵呵

0-9
3S-Smart Software Solutions
3S-Systems
3T
4D Engineering
A
A&C Institute of Shenyang University
A&D Company
A&D Technology
AB&T
Abaco
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abk-technology
ABM automation building messaging
ABS Control Systems
ABS ZEiM Automation
Accurate Technologies
ACD Antriebstechnik
acontis technologies
ACS Motion Control
Actel
ACUTRONIC Switzerland
AD Automation Technology
add2
ADDI-DATA
ADFweb.com
ADLINK Technology
ADP Engineering
ADTEK System Science
Advanced Energy Industries
ADVANCED Motion Controls
Advanced Robotic Technology
Advanced Systems Development
Advantech
AEMICS
AeroLas
Agena
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AGIE
Agile Planet
AJINEXTEK
A-KYUNG Motion
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Alcatel Vacuum Technology (Adixen)
Alcorn McBride
Algo System
Allied Motion Technologies
AlphaGate
Altera
ALTIMA
ALTOF
Altus Sistemas de Informática
Amada
AMCT
American Superconductor (AMSC)
AMK
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ANCA
ANCA Motion
Andimedes
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APL Automobil-Prüftechnik Landau
Applied Materials
Aptful Electronics
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ARA
ARADEX
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Argos Messtechnik
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Arte Motion
ARTIS
as electronics
Asahi Kokusai Techneion
Ascon
ASEM
ASM Pacific Technology
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ASTC
ASTEM RI
ATEGA
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AVAL NAGASAKI
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Aweta
Axiom GB
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B
b-plus
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Balance
Balance Systems
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Balluff
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batalpha Bobach
Baumer Hübner
Baumer IVO
Baumer Thalheim
Baumüller Nürnberg
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Beck IPC
BECKHOFF Automation
Beenen
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Beijing Aerospace Numerical Control System
Beijing CTB technology
Beijing Jiaotong University
Beijing New Image Electric Technology Development
Beijing SR Technology
Beijing University of Aeronautics & Astronautics
Beijing University of Technology
Bellagio / Cirque du Soleil "O"
BERGHOF Automationstechnik
Bernecker + Rainer Industrie-Elektronik
Berner & Mattner Systemtechnik
Bernese University of Applied Sciences
Bertec
Bhend Automation
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Bihl+Wiedemann
Billhöfer
Binar
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BitSim
BITSz engineering
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Bluechips Microhouse
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BONFIGLIOLI VECTRON
Bosch
Bosch Rexroth
Bosch Transmission Technology
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Brain
BrainCenter Noord
Breitenbach & Heller
Bronkhorst High-Tech
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BySTORM & CO.
Bystronic Laser
C
CADKraft Engineering
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Camille Bauer
CAMPUS 02
Canon ANELVA Technix
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Chess
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Chinese Academy of Sciences, IIM
Chinese Academy of Sciences, SIA
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ČKD ELEKTROTECHNIKA
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CLIPhIT
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comemso
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CONTEC
Continental
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D
D2T
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发表于:2010-03-07 13:28:15
256楼
又是一网打尽,呵呵呵。。我发现一个规律,搞贸易的对厂家的名称敏感,记得比较确切。

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发表于:2010-03-07 13:33:23
257楼
看这么长的表累死了,我只关心有经济实惠伺服驱动的产品,呵呵。

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发表于:2010-03-07 14:34:39
258楼

“通讯网”只是把EtherCAT的会员一网打尽了,其中真能提供EtherCAT接口和SoE行规伺服产品的可远没那么多,殊不见Xilinx, Altera,Actel,Lattice等四大FPGA厂商也赫然在目吗?

 

波恩

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260楼
非常感谢波恩的热心帮助,谢谢!

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