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实时以太网POWERLINK技术在控制领域的应用

[摘 要]本文结合实时以太网POWERLINK技术的起源及特点，重点给出了其在机器人领域与一些机械控制领域的应用及实现方法。

[关键词]实时以太网;POWERLINK技术;控制领域

中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0350-01 引言

实时通信技术正在成为潮流，是其中最早被开发和投入使用的实时通信技术，从它的应用中，我们可以知道，实时通信的重大意义和给我们带来的巨大好处。

1. 实时以太网 POWERLINK的起源

实时以太网POWERLINK的起源就可以看到，实时以太网POWERLINK技术是为了实际的应用需求而产生的，它不是一个在实验室研究的技术，而是一个在2001年就被投入使用的技术，当时，某知名乳制品制造商计划开发一个大型的生产系统，在这个系统中有超过2000多个I/O点分布在40个I/O站上，而

且有50个伺服轴，为了生产系统的高速运行，需要所有的数据刷新周期不能大于5mS，当时，B&R为了这个系统开发了实时以太网POWERLINK技术，当时达到的指标是2.4ms。

今天，实时以太网POWERLINK技术已经被广泛应用于各个控制领域，提供高速高精度的生产设备控制，下面给出其在机器人领域、运动控制领域及其一些机械控制领域的应用及实现方法

2.实时以太网POWERLINK在机器人控制领域的应用

在工业应用中，存在着很多对于实时性要求非常高的环境，例如：机器人系统、高动态同步的运动控制应用、数据实时采集与测量、安全系统。流程工业中的监控系统如SCADA、楼宇的BAS系统对于系统刷新的要求通常在100ms以上的级别，而输送系统、回路调节如压力、温度、液位、流量通常在ms到数十个ms这个级别，而机器人控制领域则在？S～几个10mS这个级别，对于高速同步的应用则可能在？s级。 对于机器人控制系统，当系统给定设定曲线后，机器人系统要将这些值转化为机器人的动作路径，根据不同的机器人类型如SCARA，并行SCARA、全关节型机器人而言，这是不同形式的齐次方程求解的过

程，结果将会送给每个伺服轴作为其旋转角度的参量，同样道理如果希望机器人的加工精度和速度得到提高其变换计算的速度与数据刷新的周期都必须得到大幅度提高。

在以前，没有实时以太网POWERLINK这样的技术之前，机器人控制系统的制造商都使用的是专用的机器人系统，其内部的总线均为专用的总线系统，刷新周期甚至高达100？s以下，但是，这个是考虑到位置环运算，也是由主站执行的情况，而对于今天的智能型伺服驱动器，例如B&R的ACOPOS而言，位置环的计算都在本地执行实时以太网

POWERLINK，完全可以满足其插补计算的高速响应要求。如图1给出的是一个智能型伺服机器人控制系统图。

在Staubli、ABB、Comau等知名的机器人制造商的系统中，实时以太网POWERLINK构成了数据交换的首选。

2实时以太网POWERLINK在塑料机械领域的应用

如图2所示，给出的是一个塑料机械控制系统，在这个系统里，通过高速的实时以太网POWERLINK，系统的开合模、射胶、熔胶、坐进退实现了整个注塑