在控制器和傳統伺服驅動器之間的界面一直以來是模擬量扭矩或速度。多年來似乎這已經是順理成章的,但是模擬界面有著一些局限性:多線連接(每個驅動器至少12線,用于命令、位置反饋,使能和出錯);易受電磁干擾;溫度漂移;有限的命令分辨率(通常是10-16 bits);缺少詳細診斷信息;數據轉化(D/A和A/D)的時間延遲。現在,大多數控制器和驅動器的內部都采用數字工作方式。
采用模擬驅動器連接界面,可實現PC-based軟運動控制,但這樣未能充分體現如今的低成本、高性能的數字技術。更好的方法是實現軟運動控制,如下圖所示:
數字技術允許伺服驅動器保留所有的控制回路和電機的控制法則。圖中可見一個AC伺服系統,但是結構不限于任何特定的伺服技術.
位置指令界面將控制器的計算和網絡負擔最小化,保證伺服技術不受控制器影響。
能為軟運動消除模擬界面和提供標準的界面的技術是串行實時通信協議(SErial Real-time COmmunication System,SERCOS)。這個數字驅動界面出現于80年代中期,1995年成為國際性的標準IEC 61491。SERCOS是唯一的運動總線標準,在全球范圍內超過120家控制器和驅動廠商支持。
SERCOS界面由一對光纖電纜構成,聯結是數字方式(無漂移,指令和反饋可為32-bit),快速(最大為4 M bit/sec,很快將能達到16 Mbit/sec),由于采用了光學介質,沒有噪音。
光纖聯接替代了多軸控制系統中的數百根接線。低成本的塑料光纖可支持最長為130 ft的點對點距離,最大環行距離為32,800 ft。一個典型的系統特性是位置反饋線纜從電動機直接到驅動器(見SERCOS拓撲圖)。
基于SERCOS的系統用于高性能的應用中,可聯接多達32個驅動器和一個控制器。 (SERCOS規范支持254個驅動器和I/O站點。)其通信協議為同步傳輸提供所有的驅動參數,他們可實現自動建立、確定性控制和智能診斷。SERCOS網絡對帶寬的需求相對較低,因為控制器到驅動器的界面是簡單的位置命令,通常每1或2毫秒刷新一次。
但是,為了增加運動控制的精確性,數字驅動器內部以相當高的頻率微插入位置命令。SERCOS也可幫助提高性能,因為它允許所有的回路在數字驅動器中閉合。這使得時間的延遲最小化,保持了所有的驅動器參數的分辨率最大化。客戶發現,相比于傳統的模擬技術,SERCOS使他們的機械運行快速,而且精確度更高。
此外,對于工廠級運行系統來說,Windows NT是可以接受的標準。Windows NT可以實現軟實時(SRT)控制,它采用及時的方式運行。對于一些機械控制任務,如操作員界面和軟邏輯控制,使用SRT控制后,運行良好。