用于运动控制的开放型通信总线

与此同时工业自动化也随着半导体技术的发展，CPU和计算机的引入，经历了矿山，钢铁，水泥等过程自动化（PA），汽车，电器产品生产线的工厂自动化（FA），以及现在的系统自动化，控制的设备由单机－多机－单条生产线－多条生产线发展到现在的整个工厂的多种设备的控制。而早期在工厂内部，为了实现设备层的通信，现场总线孕育而生，其主要目的是针对I/O模块和驱动装置与控制器之间以及控制器之间通信和控制。与计算机网络不同，工业控制器和与之相生的现场总线由各自的厂家独立发展起来。因为各个厂家的控制器的不同，所推行的现场网络技术不同，并且由于各行业的应用技术千差万别以及商业利益的制约，经过十多年的努力，像Ethernet +TCP/IP那样在计算机网络中一统天下的情况终未成就，现场总线的标准至今为止仍呈诸侯割据，群雄争霸的多种并存的态势。

随着自动化控制技术发展，从PA，FA到现在运动控制以及将来的智能控制，对现场网络总线技术的实时性和确定性以及扩展性的要求也不断提高，现在高速、可用于运动控制的现场总线如：Profibus-DPV2，SERCOS，Device-Net，MECHATROLINK等等。作为著名的变频伺服驱动、PLC控制器以及机器人的生产厂商日本安川电机株式会社，早在上世纪八十年代就制定了CP-213/215/216用于PA/FA用途的现场总线，继而在九十年代针对伺服及运动控制制定了MECHATROLINK现场总线协议，由于当时主要局限在公司自身的产品上，未对外公开，所以外界对其了解甚少。MECHATROLINK首先应用在安川麾下的MP900和MP2000系列运动控制器以及ΣⅡ和ΣⅢ系列伺服控制器上，多应用于高精度，高速度的多轴伺服控制及运动控制器上，拥有诸多的应用实例和成功的业绩，如印刷机、包装机、半导体和液晶制造设备、金属加工机械、搬运机械，工业机器人以及其他专用加工设备。自2002年起安川电机改变了技术策略，将其独自开发的MECHATROLINK对外公开，现在的协议厂商已超过百家，除日本外厂商遍及欧美亚，拥有大量的PLC控制器，I/O等周边设备与之相匹配。

MECHATROLINK是一种高速的现场通信总线，包括通信速度为4Mbps的MECHATROLINKⅠ（旧称MECHATROLINK）和10Mbps的MECHATROLINKⅡ，实现了实时、准确地接受和发送用于控制的位置数据，速度数据，输入输出状态等信息，完成灵活的，高精度的运动控制，特别适用于需要各轴间的协调同步和插补控制的应用，除了控制机械所必需的转矩、位置、速度控制功能以外，还可实现要求精度极高的相位协调控制，更可以完成在线任意切换控制方式，如系统在位置控制方式进行中，在线切换为转矩控制方式，使复杂的机械动作得以高效、平稳地控制。

MECHATROLINK单路线缆最多可连接30个局，使用了简便的连接方法和通用的连接器，大幅地省却了配线费用和时间，实现了省配线的多轴控制系统。提高了系统的可靠性、通用性、经济性。由于命令的参数化，取消了以往的速度/转矩指令用D/A转换器和指令脉冲发生器，使伺服控制系统抗干扰性更强，更简单化。