傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)由電源,運(yùn)動控制器和伺服驅(qū)動器組成,它們?nèi)堪惭b在一個位置,該位置通常是遠(yuǎn)離機(jī)器的控制柜。然后,每個電動機(jī)都通過兩條電纜連接到控制柜,一條電纜用于供電,另一條電纜用于反饋。這種集中式體系結(jié)構(gòu)會花費(fèi)大量時間和成本來布線,管理和連接所有電纜。它還需要更大的控制柜來容納多個組件,并且由于內(nèi)部眾多電子設(shè)備產(chǎn)生的熱量,需要在控制柜中進(jìn)行強(qiáng)制冷卻(空調(diào))。
但是,使用智能伺服驅(qū)動器,可以將驅(qū)動器移出控制柜,并使其更靠近電動機(jī)。這稱為分布式體系結(jié)構(gòu) -有時也稱為分布式控制系統(tǒng)或DCS。通常,在分布式體系結(jié)構(gòu)中,更多的智能駐留在伺服驅(qū)動器中-甚至在某些情況下包括運(yùn)動軌跡計算。
如果必須嚴(yán)格協(xié)調(diào)軸(如插補(bǔ)運(yùn)動的情況),則運(yùn)動軌跡由控制器計算。如果軸的運(yùn)動是獨(dú)立的,則可以在每個單獨(dú)的驅(qū)動器中執(zhí)行軌跡計算。
驅(qū)動器和控件之間的通信通過諸如DeviceNet,某種形式的以太網(wǎng)或SERCOS之類的網(wǎng)絡(luò)總線來促進(jìn)。
分布式體系結(jié)構(gòu)可以緩解上述集中式體系結(jié)構(gòu)的三個主要缺點(diǎn)-電纜管理,機(jī)柜尺寸和散熱要求高。由于驅(qū)動器靠近電動機(jī),并且中央電源模塊為所有組件供電,因此大大減少了所需的電纜連接量。
將驅(qū)動器移出控制柜還可以調(diào)整必要的控制柜尺寸,同時減少了冷卻需求。
分布式體系結(jié)構(gòu)的另一個好處是可靠性更高,因?yàn)楦俚碾娎|意味著更少的連接點(diǎn)……而更短的電纜減少了電干擾或噪聲的機(jī)會。
雖然使用較少的電纜以及隨之而來的成本和可靠性改進(jìn)是使用分布式體系結(jié)構(gòu)的誘人原因,但將驅(qū)動器放置在電機(jī)附近并非總是可行的。這可能是由于環(huán)境原因,例如機(jī)器或過程附近的熱量過多,或者由于機(jī)器設(shè)計中的物理空間限制。
使用集成電機(jī)的分布式控制系統(tǒng)(DCS)
通過使用集成的電動機(jī)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)分布式控制,該系統(tǒng)通過消除對電動機(jī)構(gòu)電纜的使用進(jìn)一步減少了接線。
集成電動機(jī)驅(qū)動器是組件集成的下一步,但與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,可能提供的選項(xiàng)更少(例如,用于反饋或I / O)。由于保護(hù)驅(qū)動器需要散熱,因此有時也會限制集成電動驅(qū)動器的功率輸出。
即便如此,對于希望簡化機(jī)器布局的設(shè)計人員和機(jī)器制造商而言,集成式電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)仍可為DCS布置提供緊湊的模塊化解決方案。