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數字化是當今工業(yè)領域內一個炙手可熱的話題，大到幾十萬人以上的集團公司，小到十幾人的私營企業(yè)，都在談論數字化。

數字化已經和智能制造、柔性化生產、提高生產力、提高生產效率、云服務、大數據等緊緊聯系在一起，通過數字化來提高企業(yè)的競爭力。

對于數字化的理解，從事不同工作的人可能會有不同的答案。但所有的答案都有一個共性，即數字化是通過數字技術讓虛擬世界和現實世界進行融合，是幫助人們解決現在或將要面臨的困難和挑戰(zhàn)，是滿足市場發(fā)展的實際需求，帶來業(yè)務的增長，并且能夠引領市場，是接地氣的，而不是虛而空的“花架子”。

通用運動控制更多是與生產機械設備相關，重點關注機器的運行速度、工作精度、動態(tài)反應、同步性、協調性等。可以理解通用運動控制數字化是利用數字手段或大數據分析助力運動控制解決市場痛點，所以，縮短產品上市時間、滿足設備柔性化生產、提高生產效率、實現預維護等是通用運動控制數字化的典型特征。

下面從運動控制的維度，分析和解剖通用運動控制數字化。一臺機械設備，從開始設計到穩(wěn)定運行，從運動控制維度大致分為五部分：系統(tǒng)設計選型、設備程序編寫、現場調試、設備運行、設備維護。

在整個過程中，通用運動控制的數字化應用主要表現在以下三個方面：

01虛擬調試

利用西門子公司的NX MCD機電模擬仿真軟件，在設備的機械設計階段，進行設備的電氣選型；在設備安裝之前，能夠進行設備的模擬運動。

• 在系統(tǒng)設計選型階段，基于模擬仿真，能夠選出合適的電機、驅動器及控制器等，使得系統(tǒng)選型更加精準。
• 在程序編寫及測試階段，利用TIA Portal的PLCSIM Advanced及SIMIT不但能模擬設備的邏輯控制程序，同時還能模擬復雜的運動軌跡，如電子凸輪曲線等。編寫程序更加深入，更具有針對性，同時還具有設備的機械糾錯能力，為現場調試節(jié)省了大量時間，提高了調試效率。如果借助于西門子推出的DriveSIM驅動系統(tǒng)的數字化仿真軟件，還可以實現對驅動技術的模擬仿真，如：速度環(huán)、電流環(huán)等。
• 西門子有完整的數字化虛擬調試及選型工具：TIA Portal PLCSIM Advanced、NX MCD、SIMIT、DriveSIM、Sizer、TIA Selection tool等。

02驅動器一鍵調試

通過上位控制器直接對網絡上的所有驅動器進行快速調試，不需要對每臺驅動器進行單獨調試，主要表現在以下幾個方面：

• 通過經驗豐富的運動控制工程師對個體樣本進行測試，再根據行業(yè)、應用及機械特征進行大數據分析，得出與具體應用相關的驅動器的關鍵特征數據，以數據庫的形式集中存放在服務器或云端。調試時，將存儲在數據庫中的驅動器數據傳輸到PLC中，再通過網絡直接下載的驅動器中。
• 對驅動器的實時數據的采集和分析，并不斷優(yōu)化關鍵特征數據，讓驅動系統(tǒng)運行在最佳狀態(tài)，最終形成驅動器參數的專家系統(tǒng)。
• 一鍵調試是基于讓專業(yè)人干專業(yè)事，利用數字化手段使得驅動系統(tǒng)的調試變得更快捷、更專業(yè)。
• 西門子通用運動控制部應用技術團隊已經開發(fā)了適用于Sinamics V90和Sinamics S210的“一鍵調試”功能包，將來會逐步完善并擴展到Sinamics G120驅動器。

03運動控制系統(tǒng)運行數據分析和預維護

實時采集運動控制系統(tǒng)數據，進行大數據分析，制定出相應的策略，有以下特點：

• 快速采集數據，數據能夠準確反應設備在整個運動過程中的狀態(tài)，包括加速、勻速、減速等
• 結合行業(yè)、應用、驅動系統(tǒng)、機械等特點，利用邊緣技術進行大數據分析，計算出設備工作的三大區(qū)域：工作區(qū)、預警區(qū)、報警區(qū)。通過IT技術，實現數據的可視化
• 針對三大區(qū)域的工作特點，實現設備運行的優(yōu)化和預維護
• 由于數據分析會涉及到驅動器及電機的負載曲線，但有時廠家很難提供詳細的曲線數據。西門子通用運動控制部應用技術團隊，根據西門子各驅動器及電機的曲線數據，結合多年的運動控制經驗，針對特定的行業(yè)設備及驅動器系統(tǒng)儲備了大量數據和算法，能夠滿足特定的應用，將來會不斷地完善更多的行業(yè)和應用

隨著智能制造的不斷深入，數字化將在中國制造業(yè)轉型方面扮演越來越重要的角色，同時，數字化技術對運動控制工程師提出了更高的要求。