數(shù)字化是當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)一個(gè)炙手可熱的話題，大到幾十萬(wàn)人以上的集團(tuán)公司，小到十幾人的私營(yíng)企業(yè)，都在談?wù)摂?shù)字化。
數(shù)字化已經(jīng)和智能制造、柔性化生產(chǎn)、提高生產(chǎn)力、提高生產(chǎn)效率、云服務(wù)、大數(shù)據(jù)等緊緊聯(lián)系在一起，通過(guò)數(shù)字化來(lái)提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
對(duì)于數(shù)字化的理解，從事不同工作的人可能會(huì)有不同的答案。但所有的答案都有一個(gè)共性，即數(shù)字化是通過(guò)數(shù)字技術(shù)讓虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行融合，是幫助人們解決現(xiàn)在或?qū)⒁媾R的困難和挑戰(zhàn)，是滿足市場(chǎng)發(fā)展的實(shí)際需求，帶來(lái)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，并且能夠引領(lǐng)市場(chǎng)，是接地氣的，而不是虛而空的“花架子”。
通用運(yùn)動(dòng)控制更多是與生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備相關(guān)，重點(diǎn)關(guān)注機(jī)器的運(yùn)行速度、工作精度、動(dòng)態(tài)反應(yīng)、同步性、協(xié)調(diào)性等?？梢岳斫馔ㄓ眠\(yùn)動(dòng)控制數(shù)字化是利用數(shù)字手段或大數(shù)據(jù)分析助力運(yùn)動(dòng)控制解決市場(chǎng)痛點(diǎn)，所以，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間、滿足設(shè)備柔性化生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)預(yù)維護(hù)等是通用運(yùn)動(dòng)控制數(shù)字化的典型特征。
下面從運(yùn)動(dòng)控制的維度，分析和解剖通用運(yùn)動(dòng)控制數(shù)字化。一臺(tái)機(jī)械設(shè)備，從開始設(shè)計(jì)到穩(wěn)定運(yùn)行，從運(yùn)動(dòng)控制維度大致分為五部分：系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型、設(shè)備程序編寫、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、設(shè)備運(yùn)行、設(shè)備維護(hù)。
在整個(gè)過(guò)程中，通用運(yùn)動(dòng)控制的數(shù)字化應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：
01、虛擬調(diào)試
利用西門子公司的NX MCD機(jī)電模擬仿真軟件，在設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行設(shè)備的電氣選型;在設(shè)備安裝之前，能夠進(jìn)行設(shè)備的模擬運(yùn)動(dòng)。
● 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型階段，基于模擬仿真，能夠選出合適的電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器及控制器等，使得系統(tǒng)選型更加精準(zhǔn)。
● 在程序編寫及測(cè)試階段，利用TIA Portal的PLCSIM Advanced及SIMIT不但能模擬設(shè)備的邏輯控制程序，同時(shí)還能模擬復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡，如電子凸輪曲線等。編寫程序更加深入，更具有針對(duì)性，同時(shí)還具有設(shè)備的機(jī)械糾錯(cuò)能力，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試節(jié)省了大量時(shí)間，提高了調(diào)試效率。如果借助于西門子推出的DriveSIM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)字化仿真軟件，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的模擬仿真，如：速度環(huán)、電流環(huán)等。
● 西門子有完整的數(shù)字化虛擬調(diào)試及選型工具：TIA Portal PLCSIM Advanced、NX MCD、SIMIT、DriveSIM、Sizer、TIA Selection tool等。
02、驅(qū)動(dòng)器一鍵調(diào)試
通過(guò)上位控制器直接對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的所有驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行快速調(diào)試，不需要對(duì)每臺(tái)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行單獨(dú)調(diào)試，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
● 通過(guò)經(jīng)驗(yàn)豐富的運(yùn)動(dòng)控制工程師對(duì)個(gè)體樣本進(jìn)行測(cè)試，再根據(jù)行業(yè)、應(yīng)用及機(jī)械特征進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，得出與具體應(yīng)用相關(guān)的驅(qū)動(dòng)器的關(guān)鍵特征數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式集中存放在服務(wù)器或云端。調(diào)試時(shí)，將存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC中，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接下載的驅(qū)動(dòng)器中。
● 對(duì)驅(qū)動(dòng)器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和分析，并不斷優(yōu)化關(guān)鍵特征數(shù)據(jù)，讓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)，最終形成驅(qū)動(dòng)器參數(shù)的專家系統(tǒng)。
● 一鍵調(diào)試是基于讓專業(yè)人干專業(yè)事，利用數(shù)字化手段使得驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)試變得更快捷、更專業(yè)。
● 西門子通用運(yùn)動(dòng)控制部應(yīng)用技術(shù)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)了適用于Sinamics V90和Sinamics S210的“一鍵調(diào)試”功能包，將來(lái)會(huì)逐步完善并擴(kuò)展到Sinamics G120驅(qū)動(dòng)器。
03、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)維護(hù)
實(shí)時(shí)采集運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，制定出相應(yīng)的策略，有以下特點(diǎn)：
● 快速采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確反應(yīng)設(shè)備在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的狀態(tài)，包括加速、勻速、減速等
● 結(jié)合行業(yè)、應(yīng)用、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械等特點(diǎn)，利用邊緣技術(shù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，計(jì)算出設(shè)備工作的三大區(qū)域：工作區(qū)、預(yù)警區(qū)、報(bào)警區(qū)。通過(guò)IT技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化
● 針對(duì)三大區(qū)域的工作特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的優(yōu)化和預(yù)維護(hù)
● 由于數(shù)據(jù)分析會(huì)涉及到驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)的負(fù)載曲線，但有時(shí)廠家很難提供詳細(xì)的曲線數(shù)據(jù)。西門子通用運(yùn)動(dòng)控制部應(yīng)用技術(shù)團(tuán)隊(duì)，根據(jù)西門子各驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)的曲線數(shù)據(jù)，結(jié)合多年的運(yùn)動(dòng)控制經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)特定的行業(yè)設(shè)備及驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)儲(chǔ)備了大量數(shù)據(jù)和算法，能夠滿足特定的應(yīng)用，將來(lái)會(huì)不斷地完善更多的行業(yè)和應(yīng)用
隨著智能制造的不斷深入，數(shù)字化將在中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型方面扮演越來(lái)越重要的角色，同時(shí)，數(shù)字化技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制工程師提出了更高的要求。
（轉(zhuǎn)載）
