通信网络的延时对电机振动给料机设备的影响

 电机振动给料机设备的网络化多电机同步控制系统的网络延迟主要包括：（1）伺服控制器到控制器的反馈数据传输延迟；（2）控制器的计算延迟；（3）控制器到伺服控制器的命令传输延迟。网络延迟取决于两个因素：一是有限的网络带宽，二是网络出错导致的报文重传。随着现代工业的发展，多电机同步控制系统的规模不断增大，要求网络带宽通信能力越来越强，但现有的网络带宽通信能力难以满足高精度控制系统的要求，从而造成电机振动给料机设备的各电机不能够同时响应控制命令，造成同步误差。

    由于工厂环境复杂，电机振动给料机设备的通信网络会受到电磁干扰等产生故障，由此产生的报文重发必然增大网络延迟，这也会使多电机同步控制系统的同步性能变差。网络化多电机同步控制系统的节点主要分为三类：传感器节点、控制器节点和执行器节点。相关节点必须要保持同步，即传感器节点要同时进行采样，为控制器反馈具有相同时刻的信号；各执行器节点必须同时更新采样数据并保持控制器的输入，同步执行控制器的控制命令。电机振动给料机网络化多电机同步控制系统的通信同步主要是靠相关节点之间的时间同步来实现。

    电机振动给料机的节点之间的时间同步措施分为两种：一是采用网络时钟同步协议来实现时间同步；二是采用网络广播（或组播）的方式来实现事件同步，大部分的现场总线多采用网络广播（或组播）的方式实现事件同步。多电机同步控制系统各电机之间的运动有着严格的同步关系，但是网络广播（或组播）方式的网络结构又决定了各节点之间的通信不能同时占用总线，因此要在有限的网络带宽件下实现高精度的同步控制，对网络通信的同步控制协议研究具有重要的意义。本文提出了一种“不同时间通信、同时执行”协议模型来抑制电机振动给料机设备的通信延迟对系统同步性能的影响，即主节点与从节点之间通过不同时间使用总线来实现采样信息的反馈及控制命令的发送，随后主节点以广播的方式发出同步运行指令，驱动各个从节点同步执行当前的控制命令。

    在电机振动给料机设备的多电机同步控制系统的通信网络协议中规定：控制器节点以时间驱动方式，用控制器时钟作为基准，为各个节点提供一个的运行周期，传感器节点和执行器节点以事件驱动为基本方式，各种节点之间的时序关系，网络化的多电机同步控制系统的单个周期运行方式。该协议模型的运行方式模仿传统并行连线结构的运动控制系统，由控制器提供整个系统的运行周期，由于传感器节点的采样命令与执行信息同时发布，而且在很多情况下，电机振动给料机的控制器和传感器的网络节点是相同的，他们可以采用同一信号实现驱动。

    采电机振动给料机用该协议模型，虽然控制命令分时使用总线，但只有控制器节点发出执行信息后，控制命令才能够执行，从而各电机相应控制命令是同步的，保证了多电机同步控制系统具有较好的同步性能。高精度的多电机同步控制系统对于节点同步要求*，除了采用合理的协议之外，采用适当的网络延时补偿电机振动给料机也是提高节点同步精度的有效措施。

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