制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)被反復(fù)提及上升到戰(zhàn)略層面之時(shí)，其背后的助推手——智能裝備也一度借助央視的《大國(guó)重器》紀(jì)錄片走入大眾視野，在這場(chǎng)實(shí)現(xiàn)中國(guó)裝備制造業(yè)邁向高端制造的宏大敘事中，核心部件成為了”基石“。談到高端裝備制造就離不開工業(yè)自動(dòng)化，而談到工業(yè)自動(dòng)化就離不開運(yùn)動(dòng)控制。運(yùn)動(dòng)控制是工控的核心場(chǎng)景，亦是工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的核心部件，其決定了工業(yè)自動(dòng)化的水平，進(jìn)而決定了裝備制造的水平。

　　文/研華科技

　　運(yùn)動(dòng)控制一直是以PLC、PC-based、專用控制器三分天下的形式各自發(fā)展，三者的市場(chǎng)份額也一直伴隨著不同市場(chǎng)的應(yīng)用發(fā)生著變化。目前PLC市場(chǎng)占比41%，PC-based市場(chǎng)占比28%，專用控制器市場(chǎng)占比31%。

　　從產(chǎn)品進(jìn)化的角度來(lái)看，PC-based運(yùn)動(dòng)控制器相較于專用控制器擁有更高的靈活度，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，功能上比PLC能夠?qū)崿F(xiàn)面對(duì)更為復(fù)雜的場(chǎng)景;在一些行業(yè)中，PC-based或?qū)Ｓ每刂破髡谥鸩教娲鶳LC，如在機(jī)器視覺領(lǐng)域的應(yīng)用。那么對(duì)于提供運(yùn)動(dòng)控制器的廠商而言，只有不斷適應(yīng)市場(chǎng)需求變化推陳出新，才能在這百億級(jí)的藍(lán)海市場(chǎng)中勇立潮頭。

　　毫無(wú)疑問(wèn)，就運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，易使用、小型化、高性價(jià)比、模塊化和網(wǎng)絡(luò)化等是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)不斷迭代的方向。為此，深耕運(yùn)動(dòng)控制的研華推出了AMAX-354與AMAX-357控制器，充分滿足了設(shè)備開發(fā)商與用戶的需求。

　　1 專用or通用，需求為先

　　首先，AMAX-354與AMAX-357是最高可支持到32軸控制的EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器，可用于高速、高精度的運(yùn)動(dòng)與I/O控制，提供本地Slice I/O擴(kuò)充遠(yuǎn)程EtherCAT I/O模塊連接，用戶可針對(duì)需求選擇相應(yīng)的擴(kuò)充方式。

　　從產(chǎn)品定位與應(yīng)用來(lái)看，基于ARM-based的AMAX-354控制器的產(chǎn)品定位是專用設(shè)備控制器，內(nèi)建Linux核心具有穩(wěn)定與低延遲的控制系統(tǒng)，能夠充分實(shí)現(xiàn)高速、高精度運(yùn)動(dòng)控制，其小于智能手機(jī)的超微型體積使得空間利用最大化，并提供低代碼軟件開發(fā)環(huán)境—MotionNavi Designer，支持研華BASIC語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，縮短用戶的開發(fā)與除錯(cuò)時(shí)間。

　　概括來(lái)看，AMAX-354產(chǎn)品具有以下特色：

　　l 超微型體積;

　　l 支持Modbus、TCP/IP通訊;

　　l 支持MotionNavi Designer軟件開發(fā)。

圖1 AMAX-354產(chǎn)品特點(diǎn)

　　AMAX-354控制器的優(yōu)勢(shì)則包括：

　　l 適合桌面型緊湊配電空間設(shè)備;

　　l 簡(jiǎn)單且易學(xué)習(xí)的BASIC語(yǔ)言;

　　l 高性價(jià)比方案，省成本;

　　l 只需500行指令，快速開發(fā);

　　l 高可靠度、穩(wěn)定度、低延遲。

　　AMAX-354控制器充分順應(yīng)了高可靠性、實(shí)時(shí)性、高速高精，開放性、靈活性、易用性并重的產(chǎn)品發(fā)展方向，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜工藝要求，具備了性能上的深度和功能上的寬度，同時(shí)還具備了多源異構(gòu)系統(tǒng)的重構(gòu)便利性。借助于MotionNavi Designer低代碼開發(fā)軟件，進(jìn)一步降低了用戶的應(yīng)用門檻，大大提升了易用性。

　　而基于PC-based的AMAX-357走的是通用型控制系路線，為用戶預(yù)留了靈活的二次開發(fā)接口，設(shè)備制造商可根據(jù)其設(shè)備的控制需求編程開發(fā)控制系統(tǒng)，因此AMAX-357控制器具備開放與彈性的架構(gòu)，為用戶打開了二次技術(shù)開發(fā)、工藝快速迭代升級(jí)的技術(shù)路徑，并為用戶自身核心競(jìng)爭(zhēng)力構(gòu)建提供了必要的技術(shù)手段。用戶可采用研華MotionNavi API進(jìn)行程式開發(fā)，支持C/C++、VS.net等高級(jí)語(yǔ)言，提供完整范例程式，可快速上手與開發(fā)，并提供MQTT等通訊，使用戶可以將EthereCAT通訊所采集的OT數(shù)據(jù)進(jìn)一步連接IT云端，實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0與物聯(lián)網(wǎng)的完美整合。

　　AMAX-357誕生的一個(gè)主要目的是為了解決傳統(tǒng)工控機(jī)+板卡的控制方式引發(fā)的設(shè)備體積越來(lái)越大的問(wèn)題，幫助用戶在緊湊有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高精運(yùn)動(dòng)控制。因此，從產(chǎn)品特點(diǎn)上來(lái)看，AMAX-357具有微型體積省配件省空間、對(duì)比IPC+軸卡方案AMAX-357控制器更省成本、一體化設(shè)計(jì)可靠度更高等優(yōu)勢(shì)。

圖2 AMAX-357產(chǎn)品特點(diǎn)

　　值得一提的是，研華MotionNavi Designer作為一款多樣化的開發(fā)工具，能夠?qū)崿F(xiàn)彈性自定義，包括自定義變量和子程序，具有支持BASIC語(yǔ)言開發(fā)(包括Low-code開發(fā)、類Robot語(yǔ)言)、多線程(支持支援10 Task同時(shí)運(yùn)行)、多樣通訊(Modbus TCP/IP for HMI、TCP/IP for Vision Integration)、檔案操作(存放工單、配置與Log檔案)等特點(diǎn)，能夠幫助用戶高效完成程序開發(fā)、機(jī)臺(tái)調(diào)試、設(shè)備生產(chǎn)、遠(yuǎn)程調(diào)試、產(chǎn)品更換調(diào)試等場(chǎng)景下的工作。

圖3 研華MotionNavi Designer特點(diǎn)

　　為適應(yīng)需要，開發(fā)一體化的邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、視覺控制開發(fā)平臺(tái)，是高效、快速開發(fā)智能制造生產(chǎn)線和智能制造裝備的必然趨勢(shì)。傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制器雖然集成了PLC功能，但PLC和運(yùn)動(dòng)控制是相對(duì)獨(dú)立的兩套軟件，常需要I/O接口交互按數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)同步等，造成成本高、系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)困難。

　　而基于研華AMAX-354、MotionNavi Designer的軟硬件一體的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，以上問(wèn)題迎刃而解，這一點(diǎn)在接下來(lái)的應(yīng)用展示中亦可全面體現(xiàn)。

　　2 深入場(chǎng)景，化繁為專

　　(1)場(chǎng)景一：效率至上，解決您的后顧之憂

　　在一條完整的產(chǎn)線中，隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展需求，控制的設(shè)備數(shù)量越來(lái)越多，實(shí)現(xiàn)的控制功能也日趨復(fù)雜。在過(guò)往，設(shè)計(jì)者都習(xí)慣將其控制在一個(gè)大型控制器當(dāng)中，但因?yàn)橄到y(tǒng)技術(shù)發(fā)展逐漸龐大且復(fù)雜，導(dǎo)致控制系統(tǒng)不穩(wěn)定性也逐漸提高。在系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，將所有控制功能都集中在一起的弊端也許并不明顯，而一旦產(chǎn)線中的某一設(shè)備發(fā)生故障，客戶需要把整條產(chǎn)線都暫停以維修出現(xiàn)了問(wèn)題的設(shè)備，直到設(shè)備恢復(fù)正常，才能整線啟動(dòng)運(yùn)作。由于停機(jī)所造成的生產(chǎn)進(jìn)度延誤、生產(chǎn)效率受影響等等問(wèn)題，卻是生產(chǎn)型客戶所不能容忍的。

　　研華AMAX-354/357控制器，基于邊緣控制的概念，化繁為簡(jiǎn)，客戶可以在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中快速定位到故障設(shè)備，可以將故障的設(shè)備單元直接重啟或是移除，而不影響整條產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而降低產(chǎn)線故障停機(jī)時(shí)間。在生產(chǎn)效率至上的場(chǎng)景下，研華AMAX-354/357控制器即可輕松應(yīng)對(duì)，解決您的后顧之憂。

　　(2)場(chǎng)景二：專業(yè)的事交給專業(yè)的人

　　機(jī)器視覺的應(yīng)用是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其中涉及到了光源、相機(jī)、底層算法、應(yīng)用算法、運(yùn)動(dòng)控制等等模塊的配合，而往往懂機(jī)器視覺的廠商并不熟悉運(yùn)動(dòng)控制。對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的開發(fā)，如何實(shí)現(xiàn)兩套系統(tǒng)的穩(wěn)定交互實(shí)時(shí)高效聯(lián)動(dòng)配合，如何處理當(dāng)CPU的負(fù)荷過(guò)高、內(nèi)存過(guò)大、處理流程過(guò)多時(shí)的卡頓現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)器視覺在完成同一檢測(cè)任務(wù)生產(chǎn)節(jié)拍等等問(wèn)題。

　　此時(shí)，最需要的是把專業(yè)的事情交還給專業(yè)的人來(lái)做，視覺廠商的專長(zhǎng)在視覺軟硬件方面，而運(yùn)動(dòng)控制則可由研華AMAX-354/357控制器來(lái)完成。AMAX-354/357的高可靠度、穩(wěn)定度、低延遲、易開發(fā)等特點(diǎn)可完美適應(yīng)這一場(chǎng)景。當(dāng)然，機(jī)器視覺只是典型應(yīng)用場(chǎng)景之一，在其余對(duì)運(yùn)動(dòng)控制要求相對(duì)不嚴(yán)苛的場(chǎng)合下，AMAX-354/357控制器均可作為“最佳配角”輕松承擔(dān)運(yùn)動(dòng)控制的角色。

　　(3)場(chǎng)景三：設(shè)備空間有限

　　在談到運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展趨勢(shì)之時(shí)，我們一再?gòu)?qiáng)調(diào)小型化是一個(gè)非常重要的方向，這不僅是因?yàn)樾⌒突馕吨`活，也意味著客戶可以集成更多的單元模塊，適應(yīng)小批量、多品種的柔性制造。

　　比如在半導(dǎo)體領(lǐng)域，高度集成化的設(shè)備串聯(lián)起了整條產(chǎn)線，設(shè)備占地空間越大，廠商投入越大，在上下料等要求不高的流程中，完全可以基于研華AMAX-354/357控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，其相當(dāng)于智能手機(jī)體積大小，可有效應(yīng)對(duì)設(shè)備空間的極限挑戰(zhàn)。

　　當(dāng)然，延伸至對(duì)空間要求同樣嚴(yán)苛的桌面型設(shè)備，研華AMAX-354/357控制器依然輕松應(yīng)對(duì)。研華AMAX-354/357控制器小小體積，占地極其有限，將更大的舞臺(tái)交給客戶。無(wú)論市場(chǎng)如何變化，深入客戶應(yīng)用場(chǎng)景，想用戶之所想，才是研華AMAX-354/357控制器誕生的初衷，做一個(gè)真正的“幕后”，助力客戶的自動(dòng)化、智能化升級(jí)。