倍福:技術先行,服務制勝,助力實現工業 4.0
文:編輯部2017年第6期
當前,工業4.0、“中國制造2025”等國家發展策略大力推動了智能裝備制造業的發展。對企業而言,在日益激烈的競爭中,如何在市場新需求中把握機遇、促進企業發展成了重中之重。近期,本刊專訪到德國倍福(Beckhoff)自動化有限公司驅動產品經理AndreasGolf先生,請他來分享現階段國內運動控制市場的發展趨勢,以及倍福重點推出的AX8000多軸伺服系統主要特色。
德國倍福(Beckhoff)自動化有限公司驅動產品經理AndreasGolf
實現設備之間的互聯互通與信息共享
近幾年,全球制造業進入到工業4.0時代,各國政府紛紛推出了相應的國家戰略發展規劃。以德國“工業4.0”為例,其發展的核心在于打通設備之間的互聯互通。在工業4.0的潮流下,基于新一代智能裝備生產組織方式將從單機智能化,發展到智能生產線、智能車間、智能工廠的方向,這其中可能包括不同種類、不同廠家的設備,甚至是分布在不同地區的生產設備需要實現通訊與連接。因此,解決設備之間通訊協議標準的開放性問題,以實現設備之間可靠的互聯互通成為關鍵要求。同時,工業4.0的另一個目標是實現信息的共享,例如設備的狀態、信號的能量和安全狀況等等都能夠在同一個平臺上與企業的其他管理系統進行信息交互。
從運動控制的角度來看,實現信息的共享也是非常必要的。伺服作為運動控制系統的執行器件,在過去,很多信息只是單一地被存儲在伺服本身。而現在,工業4.0更強調的是伺服與上位系統之間的信息交互和共享,通過工業4.0這樣的大平臺,可以讓上位主控系統掌握更多執行部件的運行狀態以及各種參數信息,這便在很大程度上提高了系統的運行效率。
一直以來,倍福作為一家整體系統解決方案的提供商,在產品開發時,致力于從客戶的實際使用需求出發,將每一部分產品都最佳地整合在整個系統之中,使得用戶只需要采用一套系統就能解決所有問題。例如,借助倍福的TwinCAT驅動/控制軟件工具,就能在各個環節上為用戶提供可靠度高且使用方便的產品部,從而幫助用戶大幅提升系統的使用效率,這也是倍福在技術方面領先的原因之一。
倍福推出的AX8000多軸伺服系統
同時,倍福作為EtherCAT技術標準的發起和主推單位,在十多年前開發出EtherCAT總線技術,協議專門針對實時性工業以太網應用而開發,以高帶寬、使用成本低、升級和可擴展性能良好等特性,對市場產生了很大的影響,特別是在多軸運動控制對實時性要求極為苛刻的應用中,EtherCAT總線技術的優勢被發揮得淋漓盡致,它能夠令設備之間的通訊時間達到微秒級,從而成為了目前運動控制市場上重要的總線技術之一。
此外,倍福提倡集中式控制,即所有的控制都集中到“大腦”中來,并與許多的從站實現共享。因此,在主站和眾多的從站之間需要通訊速度極快的總線技術——EtherCAT,恰恰能夠滿足這一需求。而從用戶投資的角度來說,在一個系統中,“大腦”只有一個,而執行器件有很多,如果將不同的功能放置在各個從站中,就需要針對各個從站進行開發,這樣的投入成本太大,但如果將所有的控制功能都集中在“大腦”中,則僅需要進行一次性開發,然后通過EtherCAT總線技術將控制信息發布到各個從站中,一方面可以讓系統結構更為緊湊,另一方面也大幅節省了用戶的投入成本——正是由于EtherCAT總線技術的這種優越性,使得其被越來越多的廠商所接受。
瞄準高端市場需求,AX8000多軸伺服面市
在今年11月初的中國國際工業博覽會上,倍福重點推出了AX8000多軸伺服系統。與同類產品相比,AX8000多軸伺服系統結構更為緊湊,便于實現節省控制柜安裝空間,并能夠以極短的控制周期實現高精度的定位和加工工藝。而且,AX8000多軸伺服系統顯著簡化了多通道驅動解決方案的實施工作,所需數量的單通道和雙通道軸模塊被連接到中央電源模塊上,模塊連接使用內置的、基于帶彈簧片的端子模塊的AX-Bridge快速連接系統,無需螺釘或工具,單軸和雙軸模塊可以選擇性地配備用于安全驅動技術的TwinSAFE。
不僅如此,基于EtherCAT標準協議的AX8000多軸伺服系統將功能強大的FPGA技術和ARM多核處理器完美結合在一起,一個可選的TwinCAT3Runtime能夠使用C++、IEC61131或MATLAB®/Simulink®編程。新的多通道電流控制技術能夠實現非常短的采樣和響應時間。此外,完全由硬件實現的電流控制器結合了模擬量和數字量控制技術的優點:能夠在1微秒時間內響應電流設定點值的偏差;電流環的周期時間僅為16微秒。EtherCAT過程數據(實際設定點值)在硬件中處理,無需處理器,幾乎無延遲,最小的EtherCAT周期時間僅為62.5微秒。
此外,AX8000多軸伺服系統支持OCT技術,這是倍福用于動力和反饋的單電纜技術,它與AM8000系列伺服電機結合,接線工作大大減少,只需使用一根標準的電機電纜,反饋信號也通過該電纜傳輸。
“兩步走”戰略打造本土化服務市場
隨著中國自動化行業發展迅猛,用戶對產品和技術提出了更高的要求。為了更好地服務中國本土市場的用戶,目前,倍福分為兩步走:一方面,建立全球產品專家網絡,將德國等國家的先進技術應用帶到包括中國在內的全球各地,令倍福能夠快速地響應和支持當地用戶的應用需求。同時,倍福還建立起了對產品經理的深度、高級別的培訓計劃,每年倍福都會將分布在不同國家的企業產品技術人員分為自動化軟件、控制器、I/O模塊、運動控制四個組別,集中到德國總部進行高密度的技術培訓,讓他們的技術能力和對產品的認知度基本達到德國本地的技術專家的水平,以更好的技術服務不同地區的用戶。
另一方面,倍福還在中國成立了服務中心,著重針對用戶的特殊需求,如應用要求、備件更換等,節省服務用戶的時間,提升服務效率。同時,服務中心具備維修能力,大大提高了服務的響應時間,使得倍福與客戶之間建立起更為緊密的合作伙伴關系。
經過多年的努力,倍福已經成功為中國工業自動化領域提供了多種綜合性系統解決方案;展望未來,通過不斷引入國際先進技術和方案,倍福將繼續為中國智能制造發展添磚加瓦。
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