运动与自动化控制器
一个运动控制器或自动控制器是运动控制系统中的主要智能或大脑。它负责计算并生成所需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由轨迹生成器（路径规划器）、插补器和伺服电机控制的控制回路组成。
工业运动控制系统是控制某台机器的位置、速度、力或压力的系统。例如，基于机电的运动控制系统包括：
- 工业运动控制器（系统的大脑）。
- 驱动器（从运动控制器获取低功率命令信号，并将其转换为高功率电流/电压，供电机使用）。
- 电动机（将电能转换为机械能）。
- 反馈装置（将信号发送回运动控制器进行调整，直到系统产生所需结果）。
- 机械系统（包括执行机构，其物理上产生所需的最终结果）。
运动控制系统类型-开环与闭环：
一个开环系统是指不使用反馈来验证所需结果或输出是否已达到。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需结果或输出是否已达到的方法。例如，诸如编码器之类的反馈装置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。它们使用标准的计算机总线，如PCI、Ethernet、Serial、USB等，用于运动控制器和主机系统之间的通信。基于PC的控制器产生一个±10V的模拟输出电压命令用于伺服控制和数字命令信号，通常称为步进和方向，用于步进控制。基于PC的运动控制器通常用于高轴数和/或紧密协调是必需的。这种拓扑结构的缺点包括复杂的布线和驱动器和电机之间可能很长的布线距离。
一个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。通信接口设备通常位于PLC或PC系统内，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发挥作用。通常，驱动器可以菊花链连接到同一现场总线上的其他智能驱动器。
其优点包括全数字通信、详细诊断、减少布线、高轴数以及驱动器和电机之间的短接线距离。这种拓扑具有更高的成本，尤其是在轴数较少的情况下，并且具有为多个轴提供紧密协调的限制。
这种拓扑结构的示例包括Profibus、DeviceNet、RS-232/485等。
异步拓扑与确定性拓扑：
异步通信是数据传输，通常不使用外部时钟信号，数据可以间歇传输，而不是在稳定的流中。异步字面上的意思是不同步，意思是，数据不以固定的间隔传输，因此可能是可变的比特率，并且发射机和接收机时钟发生器不需要完全同步所有时间。
确定的沟通指数据在特定的、可预测的时间内到达目的地的传输。关键时间的数据传输必须保证在短且精确的可配置周期内，而非关键数据可以在异步时间槽内传输。数据在保证的时间内到达目的地是运动控制的关键。
一种基于确定性总线的运动控制器拓扑结构将运动控制器功能通过确定性数字网络跨通信接口设备和智能驱动器进行分割。通信接口设备通常驻留在PLC或PC系统中，并包含轨迹发生器。智能驱动器通常包含控制环路和插补器，并且可以被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，允许在多轴应用中紧密协调。
其优点包括全数字通信、详细诊断、减少布线、高轴数、紧密协调以及驱动器和电机之间的短接线距离。这种拓扑具有更高的成本，尤其是在轴数较低的情况下。此拓扑的示例包括EtherCAT、SERCOS、Ethernet Powerlink、PROFINET IRT、SynqNet、CANopen和其他。
