MECHATROLINK—高速現場網絡總線－用于運動控制的開放型通信總線

分類：解決方案日期：2010-07-16 09:42:23

隨著IT革命的風起云涌，快捷的通信提高了信息交流和商務運行的節奏，人類社會步入了快速運轉的網絡時代。數字化，網絡化早已不是廣告宣傳的噱頭，而是作為一種思維意識深深地進入我們的生活。為適應一般用戶簡易、快捷的信息交換要求。基于計算機網絡的Ethernet +TCP/IP等各種開放數據通信協議而形成的INETERNET互聯網，已經在信息管理、信息處理為目的電子辦公、電子商務領域中盡顯一統天下之勢。

與此同時工業自動化也隨著半導體技術的發展，CPU和計算機的引入，經歷了礦山，鋼鐵，水泥等過程自動化（PA），汽車，電器產品生產線的工廠自動化（FA），以及現在的系統自動化，控制的設備由單機－多機－單條生產線－多條生產線發展到現在的整個工廠的多種設備的控制。而早期在工廠內部，為了實現設備層的通信，現場總線孕育而生，其主要目的是針對I/O模塊和驅動裝置與控制器之間以及控制器之間通信和控制。與計算機網絡不同，工業控制器和與之相生的現場總線由各自的廠家獨立發展起來。因為各個廠家的控制器的不同，所推行的現場網絡技術不同，并且由于各行業的應用技術千差萬別以及商業利益的制約，經過十多年的努力，像Ethernet +TCP/IP那樣在計算機網絡中一統天下的情況終未成就，現場總線的標準至今為止仍呈諸侯割據，群雄爭霸的多種并存的態勢。

隨著自動化控制技術發展，從PA，FA到現在運動控制以及將來的智能控制，對現場網絡總線技術的實時性和確定性以及擴展性的要求也不斷提高，現在高速、可用于運動控制的現場總線如：Profibus-DPV2，SERCOS，Device-Net，MECHATROLINK等等。作為著名的變頻伺服驅動、PLC控制器以及機器人的生產廠商日本安川電機株式會社，早在上世紀八十年代就制定了CP-213/215/216用于PA/FA用途的現場總線，繼而在九十年代針對伺服及運動控制制定了MECHATROLINK現場總線協議，由于當時主要局限在公司自身的產品上，未對外公開，所以外界對其了解甚少。MECHATROLINK首先應用在安川麾下的MP900和MP2000系列運動控制器以及ΣⅡ和ΣⅢ系列伺服控制器上，多應用于高精度，高速度的多軸伺服控制及運動控制器上，擁有諸多的應用實例和成功的業績，如印刷機、包裝機、半導體和液晶制造設備、金屬加工機械、搬運機械，工業機器人以及其他專用加工設備。自2002年起安川電機改變了技術策略，將其獨自開發的MECHATROLINK對外公開，現在的協議廠商已超過百家，除日本外廠商遍及歐美亞，擁有大量的PLC控制器，I/O等周邊設備與之相匹配。

MECHATROLINK是一種高速的現場通信總線，包括通信速度為4Mbps的MECHATROLINKⅠ（舊稱MECHATROLINK）和10Mbps的MECHATROLINKⅡ，實現了實時、準確地接受和發送用于控制的位置數據，速度數據，輸入輸出狀態等信息，完成靈活的，高精度的運動控制，特別適用于需要各軸間的協調同步和插補控制的應用，除了控制機械所必需的轉矩、位置、速度控制功能以外，還可實現要求精度極高的相位協調控制，更可以完成在線任意切換控制方式，如系統在位置控制方式進行中，在線切換為轉矩控制方式，使復雜的機械動作得以高效、平穩地控制。

MECHATROLINK單路線纜最多可連接30個局，使用了簡便的連接方法和通用的連接器，大幅地省卻了配線費用和時間，實現了省配線的多軸控制系統。提高了系統的可靠性、通用性、經濟性。由于命令的參數化，取消了以往的速度/轉矩指令用D/A轉換器和指令脈沖發生器，使伺服控制系統抗干擾性更強，更簡單化。