基于IEC61131-3的开放式数控系统
OPW共推荐了两种现场总线,用于连接控制器与分布式I/O模块及带有数字设定接口驱动器:SERCOS与PROFIBUS总线。实际应用中许多产品中采用了其他方式:可以采用其他现场总线,比如施耐德采用了CANopen总线;对于传统的PLC系统,也可不采用分布式I/O及采用传统的±10V模拟信号与带有模拟设定接口的驱动器相连接。
由于IEC61131-3语言编程工具的发展,控制软件具有硬件无关性、可移植性等开放性特性,给了后起的控制系统供应商甚至机床制造厂家打破传统控制系统供应商市场垄断的机遇。在欧洲市场上,后起的控制系统供应商甚至机床制造厂家就像PC组装厂家一样,购买芯片等硬件元件,独立配置控制器系统,购买专业软件公司的IEC61131-3语言编程工具与软件模块,也可自行编制软件模块,从而打破了西门子公司等传统控制系统供应商的垄断。
1.2 PC平台系统

图2 PC平台系统结构逻辑连接图
按照OPW概念,图2中所示PC作为控制系统的核心,通过运行HMI(可选)、逻辑控制、运动控制等功能软件,可实现HMI、逻辑控制与运动控制等功能;HMI硬件是可选件,一般为PC显示器;分布式I/O模块及带有数字设定接口的驱动器通过现场总线与PC相连;PC机与机床上的分布式I/O及带有数字设定接口的驱动器通过插入到PC机插槽上的总线卡通信联系。
在PC平台上实现I/O等控制功能,首先要通过IEC61131-3语言编程工具,在PC中模拟PLC硬件,也就是以软PLC的方式实现各种控制功能。
PC平台系统结构是最具开放性的硬件平台,这是由于应用软件运行在扩展了实时性能的MS Windows系列操作系统及通用工业PC机之上,控制系统提供商只需潜心于开发工具与软件模块等控制软件即可。PC平台系统产品的竞争力,主要来自于软件,这给了后起的小型专业软件公司打破传统控制系统供应商市场垄断的机遇,这也是开放式控制系统的优越性所在。
1.3 驱动器平台系统
按照OPW概念,图3中所示集成了逻辑控制、运动控制软硬件功能的多组驱动器为控制系统的核心,除了驱动器自身的轴控制功能,可实现逻辑控制与运动控制等功能;HMI软硬件及独立的PLC是可选件;分布式I/O模块通过现场总线与驱动器相连。

图3 驱动器平台系统结构逻辑连接图
