1 簡(jiǎn)介
運(yùn)動(dòng)控制是自動(dòng)化領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，有極為廣泛的應(yīng)用。特別在OEM設(shè)備中有著特殊重要的地位。如印刷設(shè)備、包裝機(jī)械、精密焊接設(shè)備、機(jī)床、剪切設(shè)備等
運(yùn)動(dòng)控制是指在一定的環(huán)境中，根據(jù)給定的條件，將預(yù)定的控制方案、規(guī)劃指令轉(zhuǎn)變成期望的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)被控目標(biāo)機(jī)械部件精確的位置控制、速度控制、加速度控制、轉(zhuǎn)矩或力的控制，以及這些控制的綜合控制。
運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括處理運(yùn)動(dòng)算法和信號(hào)的控制器、增強(qiáng)信號(hào)，可供應(yīng)運(yùn)動(dòng)控制器提供運(yùn)動(dòng)輸出的放大器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、反饋系統(tǒng)（傳感器/變送器），可基于輸出和輸入的比較值，調(diào)節(jié)過(guò)程變量。有的系統(tǒng)還包括操作員界面或主機(jī)終端前端處理設(shè)備。通俗的說(shuō)運(yùn)動(dòng)控制主要由控制器（PLC、專(zhuān)用控制器，運(yùn)動(dòng)控制器等），驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)組成。完成速度控制、位置控制等功能。其控制信號(hào)類(lèi)型多為脈沖串、模擬量（0－10V或4－20mA）以及通訊。
2 各部分功能
Ø 人機(jī)交互：一般由上位機(jī)或觸摸屏完成人機(jī)交互功能。其作用主要有兩點(diǎn)：1. 參數(shù)初始化這一過(guò)程是每一個(gè)控制系統(tǒng)都必須做的工作，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要根據(jù)這里下載的參數(shù)進(jìn)行工作。相當(dāng)于告訴系統(tǒng)一個(gè)運(yùn)動(dòng)規(guī)則。
2. 監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行
也是一參數(shù)的形式報(bào)告系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，包括系統(tǒng)是否運(yùn)行指定動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否出錯(cuò)、運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的進(jìn)度等等。目前也有一些廠(chǎng)商將人機(jī)交互與控制器整合在一起。
如倍福的工控機(jī)（內(nèi)含實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及運(yùn)動(dòng)控制庫(kù)）、貝加萊的觸摸屏、機(jī)床的CNC等
Ø 運(yùn)動(dòng)控制器
控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心，其功能主要是接收運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)及參數(shù)，做出運(yùn)算，把控制輸出送到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器或執(zhí)行器。
一、運(yùn)動(dòng)參數(shù)，控制信號(hào)的獲取
要完成一定規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，必須要有一定的參數(shù)作為前提，比如速度、距離、哪一軸等，這些參數(shù)一般由上位機(jī)，或觸摸屏傳送到控制器中。控制信號(hào)包括各種限位，手自動(dòng)轉(zhuǎn)換等，這些信號(hào)一般通過(guò)數(shù)字量輸入，或模擬量輸入，傳送到控制器內(nèi)部。
二、對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的運(yùn)算
一般客戶(hù)傳送到控制器內(nèi)部的參數(shù)都是比較直觀(guān)的參數(shù)，這些參數(shù)還不是控制器賴(lài)以使用的實(shí)際參數(shù)，這就需要做一些轉(zhuǎn)換運(yùn)算，這些也是在控制器內(nèi)的運(yùn)算子程序中完成的。
三、運(yùn)動(dòng)控制
當(dāng)控制器得到足夠的參數(shù)后，會(huì)根據(jù)這些參數(shù)和客戶(hù)編制的運(yùn)動(dòng)控制程序，對(duì)機(jī)械部件發(fā)出指令，控制其運(yùn)動(dòng)。
四、接收反饋，監(jiān)控運(yùn)動(dòng)執(zhí)行情況
在控制器發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令后，會(huì)根據(jù)反饋回來(lái)的信號(hào)，對(duì)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行情況作出判斷和調(diào)整。
五、上傳監(jiān)控信息
用戶(hù)一般需要直觀(guān)的監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，這樣控制器會(huì)根據(jù)客戶(hù)的需要，把相關(guān)信息上傳到上位機(jī)或觸摸屏。
Ø 驅(qū)動(dòng)器
受控于運(yùn)動(dòng)控制器，接收到運(yùn)動(dòng)控制指令后，按指令要求，控制電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成動(dòng)作。如變頻器、直流調(diào)速器、伺服驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等
Ø 執(zhí)行機(jī)構(gòu)
受控于驅(qū)動(dòng)器，一整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力源。系統(tǒng)中每一個(gè)動(dòng)作都來(lái)自這里，我們所說(shuō)的運(yùn)動(dòng)控制，其實(shí)也就是對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制。三相異步電機(jī)由于價(jià)格低廉，功率范圍大等因素，成為最常見(jiàn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。伺服系統(tǒng)價(jià)格不斷下降，功率不斷提升，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)所占份額也成快速增長(zhǎng)勢(shì)頭。
Ø 反饋裝置
反饋裝置是控制系統(tǒng)中比不可少的組成部分，一般都安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，比如電機(jī)上的編碼器反饋，可以對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置速度等進(jìn)行測(cè)量并反饋到驅(qū)動(dòng)器或控制器。
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發(fā)個(gè)最簡(jiǎn)單的實(shí)例：彩鋼板切割機(jī)控制系統(tǒng)
系統(tǒng)構(gòu)成PLC（CP1E-N30）+變頻器（WJ200）+觸摸屏（MCGS）+編碼器（1000線(xiàn)）
要點(diǎn)：使用PLC的高速計(jì)數(shù)功能，產(chǎn)生兩個(gè)中斷。變頻器啟動(dòng)后高速運(yùn)行，第一個(gè)中斷，變頻低速運(yùn)行，第二個(gè)中斷，變頻直流制動(dòng)。系統(tǒng)停車(chē)，切刀動(dòng)作，切斷彩鋼板。系統(tǒng)精度1mm。
需要注意的問(wèn)題：1 變頻應(yīng)配制動(dòng)單元和電阻（WJ200內(nèi)置制動(dòng)單元） 2 編碼器安裝在彩鋼板上，直接測(cè)彩鋼板，最好是用膠輪。