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    當今的自動化應用中，智能型技術發展方興未艾，例如分布式運動控制，其中所有信息與控制均由中央服務器推送至自動化系統的邊緣裝置，這種設計大量節約了時間與金錢，儼然形成一種趨勢。然而各廠商推出的分布式運動控制并非全然相同，選擇錯誤的布署方式可能導致問題叢生，之后再修正將更加費資耗時。如何滿足不同的規格及提供符合需求的解決方案，將是最行之有效的應對之道。

    分布式控制省錢省時

    雖然不易取得整體市場統計數據，但整體趨勢清楚顯示分布式運動控制的崛起，而審視供貨商的生產項目，亦可發現各公司在此領域退出的產品日益增加，諸如汽車、封裝、半導體及面板制造等自動化密集產業，對此技術的運用也愈來愈普遍。

    在2000年代之前，分布式運動控制并不普及。相反的，自動化設計師必須全盤接受集中式控制系統，由主機（如PLC）管理馬達的運動，此種控制方式缺點是需要大量布線，一部伺服馬達可能需要多條布線，才能從馬達所在位置將編碼器回授、感應器輸出及其它訊號回傳至中央控制器。根據已公布的資料估算，每個軸最多可能需要25條布線。建置如此復雜的系統相當困難，常出現線纜束過粗不易維修或無法提供可靠服務的情況。

    相較之下，分布式運動控制系統可減少甚至解決這些問題。由于控制功能就位在驅動器內部或周圍，從中心點至各運動軸的布線需求大幅減少，除使布線作業更輕松外，并可有效降低安裝成本。而分布式系統可有效串聯短程控制以達到較遠距離，使整體控制范圍擴大，則是另一項額外的效益。

    而分布式系統若能設計及建置得宜，將可減少外在因素造成系統確定性的影響。由于因網絡壅塞或中央控制器涌入太多要求，會造成系統響應時間延遲，是透過網絡進行動作控制的一大隱憂。雖然使用高輸送量或專用網絡能克服網絡壅塞，不過卻無法處理中央控制器涌入太多要求的情況，但使用智能型遠程裝置可將網絡流量減至最低，提供解決上述問題的可行方案。

    決定變動的臨界點

    盡管分布式運動控制系統具有這么多效益，但由于會產生其它額外成本，并非在所有環境中都適合建置。不過在多數情況下，分布式運動控制顯然是最符合成本效益的解決方案。以模擬建置得出的結論，總成本將可節省約20～60%左右，其中包括材料、安裝人工、安裝時間以及建置復雜驅動面板所需工時。

    而之所以節省總成本會有那么大范圍區間的差別，主要影響取決于設定的項目范圍和目的。每增加一部馬達，便隨之累積所節省的成本，使用愈多馬達就能節省愈高成本，當增加到某一程度后，原本的線性累積效應會加速擴大，變得非常顯著。

    雖然分布式控制并非總是最佳解決方案，但平均來說，只要約有八部馬達參與系統運作時，就應該建置分布式運動控制系統。當然最精確的數字會視個別情況而有不同，但只要馬達總數多于八部，布線，安裝人工與維修所節省的成本，就能超過任何額外增加的支出。

    解決方案的考慮點

    當完成評估并決定實行分布式運動控制系統之后，將會需要決定該執行何種解決方案，這中間有許多考慮點。首要考慮條件為「補間控制功能」，這是讓系統有能力轉化復雜形狀或軌跡，成為馬達可執行的條件。有了補間控制功能，加上正確的馬達安排，1D響應也可以抵達曲線或線型2D、3D空間路徑上的目的地。

    確定性系統也是另一個重要的考慮點，確定性的感念可能不甚具體，但實時響應能力則是確定性系統的核心。所謂確定性系統是在指定時間內必然采取行動的系統，這段時間通常根據系統頻率而定，如果系統可以一秒、一毫秒、一微秒或任何其它時間單位內響應，就可稱為確定性系統。

    同步化能力也同樣重要，它可控制馬達同時停止和啟動。以輸送帶為例，驅動輸送帶前進的所有單軸馬達必須一起啟動和停止，要達成此一協調動作，可能涉及控制器至控制器、馬達至馬達、馬達至I/O各段路徑間的同步化。而整合程度則是另一項值得關注的重要特性，這可能涉及多個領域，例如整合運動和I/O在同一控制回路中的能力，或整合同一回路中多種不同類型馬達的能力。

    最后，解決方案中的軟件接口也是判斷優劣的基本要素。接口可以是基于各項標準和開放資源的整合方案，或者是特定系統的專屬接口。標準軟件接口可以大幅減少工程師和技師的訓練時間，因為不需要學習新的接口，這也可視為保護訓練投資的一種方式。

    研華的最佳解決方案

    運動控制市場具有高度區隔性，使用族群的要求也各不相同。效能極高、功能眾多的運動控制解決方案固然很好，但常因價格昂貴而造成大部分業者過于沉重的負擔。

    AMAX-2000系列是專為機臺自動化業者設計的最佳解決方案，包含運動控制、數據采集模塊和嵌入式軟件包（Windows CE、IEC-61131-3 SoftLogic、PLCopen運動控制函數模塊）。涵蓋五大特點：可客制化函數模塊、直立式鋁軌安裝方式、前出線設計、可插拔的高密度配線端子模塊設計及一體成型的產品機殼。

    研華已經將此開放架構概念拓展至硬件層面，其運動控制器的輸出普遍通用，因此可以控制不同品牌的脈沖式伺服馬達驅動器，此功能讓使用者不再需要強制規定解決方案中使用特定類型的馬達，而是可以依照既有需求布署最適合的馬達，讓整個布署建置充滿彈性。

    如果應用夠復雜，布署分布式運動控制解決方案既可省錢，又可縮短安裝時間，其中的損益臨界點視個別情況而定。不變的原則是，系統如果需要較多馬達，則最好采取分布式運動控制。而在建置分布式控制系統時，應考慮是否具備補間控制、時間確定性、同步化、整合程度、軟件接口及其它各項規格。并確認所選擇的解決方案沒有過度設計或缺乏靈活性等缺點，也需確定該解決方案符合各項要求。

    遵循上述指導原則，將可做出正確的選擇，一旦選擇正確，分布式運動控制系統能為整個企業省下可觀的時間與金錢。

    研華自動化

    研華自動化成立于1983年，是研華科技第一個業務單位。致力于借助當今可靠的基于PC的自動化技術將產品的連通性、靈活性和堅固性結合起來。產品線包括：開放式人機界面、工業控制器和自動化軟件、嵌入式無風扇工業電腦、工業I/O卡，分布式I/O模塊、插入式I/O 和工業通訊解決方案。憑借20多年針對不同產業市場提供全方位的產品解決方案，研華自動化已經成為一個全球領先的自動化產品和服務供應商。

    此文摘自中國傳動網。