运动与自动化控制器
A.运动控制器或自动化控制器是运动控制系统中的主要智能或大脑。它负责计算和生成所需的运动路径或轨迹的输出命令。运动控制器的复杂性各不相同;复杂的运动控制器通常包括一个轨迹发生器(路径规划器)，插补器，和伺服电机控制的控制回路。
工业运动控制系统是控制某些机器的位置、速度、力或压力的系统。以基于机电的运动控制系统为例，该系统包括:
- 工业运动控制器(系统的大脑)。
- 一个驱动器(从运动控制器获取低功率的命令信号，并将其转换成高功率的电流/电压给电机)。
- (把电能转换成机械能的)电动机。
- 反馈装置(向运动控制器发送信号以进行调整，直到系统产生预期的结果)。
- 一种机械系统(包括执行机构，它能实际产生期望的最终结果)。
运动控制系统类型-开环vs闭环:
一开环系统是指不使用反馈来验证所期望的结果或输出已经达到。大多数步进电机系统是开环操作的。
闭环系统是一种使用反馈来验证所期望的结果或输出是否已经达到的方法。例如，反馈设备(如编码器)通常用于向运动控制器提供位置或速度信息。伺服电机系统需要使用反馈装置。
运动控制器拓扑:
基于PLC的运动控制器典型地利用数字输出设备，如计数器模块，驻留在PLC系统产生命令信号到电机驱动器。当需要简单、低成本的运动控制时，通常会选择它们，但通常限于几个轴和有限的协调能力。
基于PC的运动控制器通常由实时操作系统运行的专用硬件组成。他们使用标准的计算机总线，如PCI、以太网、串行、USB等，在运动控制器和主机系统之间进行通信。基于PC的控制器为伺服控制生成±10V模拟输出电压指令，为步进控制生成数字指令信号，通常称为步进和方向。当需要高轴数和/或紧密协调时，通常使用基于PC的运动控制器。这种拓扑结构的缺点包括布线复杂，驱动器和电机之间的布线距离可能较长。
A.基于现场总线的运动控制器拓扑结构由通信接口设备和智能驱动器组成。通信接口设备通常驻留在PLC或PC系统中，并连接到单个或多个智能驱动器。驱动器包含运动控制器的所有功能，并作为一个完整的单轴系统。通常，驱动器可以菊花链到同一现场总线上的其他智能驱动器。
其优点包括所有的数字通信、详细的诊断、减少电缆、高轴数和驱动器和电机之间的短接线距离。这种拓扑具有较高的成本，特别是在轴数较低时，并且在为多个轴提供紧密协调方面存在局限性。
例如Profibus、DeviceNet、RS-232/485等。
异步与确定性拓扑:
异步通信是数据传输，通常不使用外部时钟信号，其中数据可以间歇传输，而不是以稳定流传输。Asynchronous字面上的意思是不同步，也就是说，数据不是以固定的间隔传输的，因此可以实现可变比特率，并且发射机和接收机时钟发生器不必一直精确同步。
确定性通信是在特定的可预测时间内到达目的地的数据传输。时间关键型数据传输必须保证在短而精确的可配置周期内进行，而不太关键的数据可以在异步时隙中传输。数据在保证的时间到达目的地对于运动控制至关重要。
基于确定性总线的运动控制器拓扑通过确定性数字网络将运动控制器功能划分为通信接口设备和智能驱动器。通信接口设备通常位于PLC或PC系统内，并包含轨迹生成器。智能驱动器通常包含控制回路和内插器，可以菊花链连接到同一网络上的其他智能驱动器。数字网络具有低抖动的确定性，以便在多轴应用中进行紧密协调。
优点包括所有的数字通信，详细的诊断，减少电缆，高轴数，紧密的协调，驱动器和电机之间的接线距离短。这种拓扑具有较高的代价，特别是在轴数较低时。这种拓扑结构的例子包括EtherCAT、SERCOS、Ethernet Powerlink、PROFINET IRT、SynqNet、CANopen等。
