MECHATROLINK--高速現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)

隨著(zhù)IT革命的風(fēng)起云涌，快捷的通信提高了信息交流和商務(wù)運行的節奏，人類(lèi)社會(huì )步入了快速運轉的網(wǎng)絡(luò )時(shí)代。數字化，網(wǎng)絡(luò )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(jìn)入我們的生活。為適應一般用戶(hù)簡(jiǎn)易、快捷的信息交換要求?；谟嬎銠C網(wǎng)絡(luò )的Ethernet +TCP/IP等各種開(kāi)放數據通信協(xié)議而形成的INETERNET互聯(lián)網(wǎng)，已經(jīng)在信息管理、信息處理為目的電子辦公、電子商務(wù)領(lǐng)域中盡顯一統天下之勢。

與此同時(shí)工業(yè)自動(dòng)化也隨著(zhù)半導體技術(shù)的發(fā)展，CPU和計算機的引入，經(jīng)歷了礦山，鋼鐵，水泥等過(guò)程自動(dòng)化（PA），汽車(chē)，電器產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)的工廠(chǎng)自動(dòng)化（FA），以及現在的系統自動(dòng)化，控制的設備由單機－多機－單條生產(chǎn)線(xiàn)－多條生產(chǎn)線(xiàn)發(fā)展到現在的整個(gè)工廠(chǎng)的多種設備的控制。而早期在工廠(chǎng)內部，為了實(shí)現設備層的通信，現場(chǎng)總線(xiàn)孕育而生，其主要目的是針對I/O模塊和驅動(dòng)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(wǎng)絡(luò )不同，工業(yè)控制器和與之相生的現場(chǎng)總線(xiàn)由各自的廠(chǎng)家獨立發(fā)展起來(lái)。因為各個(gè)廠(chǎng)家的控制器的不同，所推行的現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)不同，并且由于各行業(yè)的應用技術(shù)千差萬(wàn)別以及商業(yè)利益的制約，經(jīng)過(guò)十多年的努力，像Ethernet +TCP/IP那樣在計算機網(wǎng)絡(luò )中一統天下的情況終未成就，現場(chǎng)總線(xiàn)的標準至今為止仍呈諸侯割據，群雄爭霸的多種并存的態(tài)勢。

隨著(zhù)自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展，從PA，FA到現在運動(dòng)控制以及將來(lái)的智能控制，對現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)技術(shù)的實(shí)時(shí)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(dòng)控制的現場(chǎng)總線(xiàn)如：Profibus-DPV2，SERCOS，Device-Net，MECHATROLINK等等。作為著(zhù)名的變頻伺服驅動(dòng)、PLC控制器以及機器人的生產(chǎn)廠(chǎng)商日本安川電機株式會(huì )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(chǎng)總線(xiàn)，繼而在九十年代針對伺服及運動(dòng)控制制定了MECHATROLINK現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議，由于當時(shí)主要局限在公司自身的產(chǎn)品上，未對外公開(kāi)，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(dòng)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(dòng)控制器上，擁有諸多的應用實(shí)例和成功的業(yè)績(jì)，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(yè)機器人以及其他專(zhuān)用加工設備。自2002年起安川電機改變了技術(shù)策略，將其獨自開(kāi)發(fā)的MECHATROLINK對外公開(kāi)，現在的協(xié)議廠(chǎng)商已超過(guò)百家，除日本外廠(chǎng)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(chǎng)通信總線(xiàn)，包括通信速度為4Mbps的MECHATROLINKⅠ（舊稱(chēng)MECHATROLINK）和10Mbps的MECHATROLINKⅡ，實(shí)現了實(shí)時(shí)、準確地接受和發(fā)送用于控制的位置數據，速度數據，輸入輸出狀態(tài)等信息，完成靈活的，高精度的運動(dòng)控制，特別適用于需要各軸間的協(xié)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(shí)現要求精度極高的相位協(xié)調控制，更可以完成在線(xiàn)任意切換控制方式，如系統在位置控制方式進(jìn)行中，在線(xiàn)切換為轉矩控制方式，使復雜的機械動(dòng)作得以高效、平穩地控制。

MECHATROLINK單路線(xiàn)纜最多可連接30個(gè)局，使用了簡(jiǎn)便的連接方法和通用的連接器，大幅地省卻了配線(xiàn)費用和時(shí)間，實(shí)現了省配線(xiàn)的多軸控制系統。提高了系統的可靠性、通用性、經(jīng)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(fā)生器，使伺服控制系統抗干擾性更強，更簡(jiǎn)單化。