EtherCAT总线运动控制的优势主要体现在哪?

2023-12-14 11:27:47

早期自动化行业的运动控制大多是:脉冲控制与模拟量控制,后来发展了CANopen,后来各种以太网总线百花齐放,例如:EtherCAT,PROFINET,POWERLINK, SercosIII,RTEX,等等。

为啥EtherCAT无论在全球以及中国现在发展这么迅速,主要有以下五点体现:

1、EtherCAT技术的领先性:

EtherCAT协议处理完全在硬件中进行, 协议ASIC可灵活组态,使得工作效率大大提 高。1000个分布式I/O数据的刷新周期仅为30μs,其中包括端子循环时间。与100个伺服轴的通讯只需100μs。在此期间,可以向所有轴提供设置值和控制数据,并报告它们的实际位置和状态。利用EtherCAT技术的优异性能,可以实现用传统现场总线系统所无法实现的控制方法。

正运动技术的ZMC464运动控制器,实际测试过100us可以带16轴EtherCAT伺服运行,500us可以带64轴EtherCAT伺服运行。

ZMC4系列支持正运动XPLC的功能,可以通过网络来做组态显示。

在这里插入图片描述

ZMC464高性能多轴运动控制器是一款兼容EtherCAT总线和脉冲型的独立式运动控制器,控制器本身最多支持64轴的复杂的连续轨迹控制需求。

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ZMC464高性能多轴运动控制器可用于机器人(SCARA、Delta、6关节)、电子半导体设备(检测类设备、组装类设备、锁附类设备、焊锡机)、点胶设备、非标设备、印刷包装设备、纺织服装设备、舞台娱乐设备、医疗设备、流水线等应用场合。

  • 支持64轴运动控制。
  • 脉冲输出模式:脉冲/方向或双脉冲或正交脉冲。
  • 支持编码器位置测量,可以配置为手轮输入模式。
  • 每轴最大输出脉冲频率10MHz。
  • 支持ZCAN和EtherCAT扩展IO,最多可扩展到4096个隔离输入口和4096个隔离输出口。
  • 轴正负限位信号口/原点信号口可以随意配置为任何输入口。
  • 通用数字输出口最大输出电流可达300mA,可直接驱动部分电磁阀。
  • EtherCAT接口、RS232接口、RS485接口、U盘接口、以太网接口。
  • 支持64轴直线插补、任意圆弧插补、螺旋插补、样条插补。
  • 支持电子凸轮、电子齿轮、位置锁存、同步跟随、虚拟轴等功能。
  • 支持硬件比较输出(HW_PSWITCH2),硬件定时器,运动中精准输出。
  • 支持脉冲闭环,螺距补偿等功能。 支持ZBasic多文件多任务编程。
  • 多种程序加密手段,保护客户的知识产权。
  • 掉电检测,掉电存储。

2、EtherCAT技术的开放性:

EtherCAT(以太网控制自动化技术)是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统, 符合IEC规范(IEC/PAS 62407),也是国家标准。

在市场上,有大量的EtherCAT主站与EtherCAT从站的设备与产品。

国内外有很多专业的第三方公司做EtherCAT方面的技术咨询与技术服务。

EtherCAT芯片方面,主流的FPGA厂家altera,xilinx都支持EtherCAT主从方案。大的半导体厂家也都支持EtherCAT协议,例如ti,infineon,microchip等半导体厂商均支持EtherCAT从站芯片。当然倍福公司也提供ET1100,ET1200等EtherCAT接口芯片。

3、ETG全球组织与ETG中国组织的推动:

ETG全球组织在全球有5个区域性组织,截至2018年就有5205个会员单位。

国产伺服驱动器厂商以及步进驱动器厂商,工业以太网通讯接口首选就是EtherCAT,国内已有几百家厂家支持EtherCAT伺服驱动器以及EtherCAT IO模块。

4、结合到现场实际应用EtherCAT总线的运动控制优势:

a、节点与节点之间只要网线连接,系统电气柜配线非常方便;

b、系统抗干扰能力强,网口就是隔离的,整个电气系统的EMC特性好;

c、EtherCAT初始化完成就可以直接读取所有轴的多圈绝对值编码器位置;

d、SDO可以在线读取与修改各轴的参数与增益,轴参数调试更方便;

e、通过选择不同的PDO数据内容,可以实现位置控制下转矩限幅,转矩控制下速度限制,CSP(周期位置)/CSV(周期速度)/CST(周期转矩)可以自由切换;

f、方便上位机远程诊断与远程维护电气系统,预测性维护也更方便。

5、没有实际的运动控制器也能仿真与调试运动控制系统:

虚拟仿真与调试日渐成为工业自动化行业的刚需,一是可以在设备未准备就绪之前就把软件基本调试完成,二是进一步提高开发与调试的效率。

文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_57350300/article/details/134987223
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