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HIPERFACE DSL:数字化电机反馈被确定为市场标准

关键词:伺服驱动 数字化电机反馈 驱动器 编码器

时间:2017-02-20 13:33:44       来源:供稿:BerndAppel,Donaueschingen

1、前言

在伺服驱动技术领域,HIPERFACEDSL可能是当今最先进的数字化反馈系统标准协议。因为它不但为所有市场参与者电机生产商、机械制造商和终端客户提供了技术与经济优势,而且为配套供应商开辟出新的业务领域。此外,该数字接口还满足在工业4.0环境下对机器进行预防性维修的所有前提。市场标准乃大势所趋,如今很多人会问,为什么曾经用两根电缆来连接电机与驱动器。

为接口市场树立标准是SICK的传统。早在1985年,当时仍以MaxStegmannGmbH为商号经营的业务部门便凭借获得专利的同步串行接口SSI,开发出在整个控制技术领域通行的通信接口。如今,这家来自Donaueschingen的企业凭借通用型接口HIPERFACE树立了新标准。特殊之处:所有应用在转速控制器上仅需一个接口;转速控制器与反馈系统之间使用一种信号线足够。该异步半双工接口自1996年上市起就在市场上确立了地位,如今也依然为驱动器生产商所使用。多年来,众多电机生产商都表达了将两根电缆整合以省去两个连接插头中的一个的愿望。凭借HIPERFACEDSL(简称HDSL),SICK于2011年成功落实了这一想法。

2、电机生产商与机械制造商的双赢局面

从此纯数字接口便发展成市场标准——因为有关各方都能从HIPERFACEDSL获益。凭借全数字化接口HIPERFACEDSL,电机生产商主要得益于在电机和驱动器上只需要一根电缆和一个连接插头——组件与布线工作因此得以减少,进而产生显著的成本优势。对于机械制造商还有一个优势:机械装配中的布线工作几乎减少了一半,因为取消了以前所需的编码器电缆套件及其敷设。此外,拖链在机器中占用的空间减小:电缆拖链明显变小。开关柜内的电缆压盖和电缆所需空间也更少,并由此节省了成本。

3、配套市场是成功的标志

从一开始以及在HIPERFACEDSL成功故事的进一步延伸中,众多配套供应商已正确认识到这项新技术的意义。为应对单电缆技术的迅速普及,领先的伺服电机电缆生产商早就推行了专门用于该数字接口标准的混合式伺服线。不久,微处理器与ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程门阵列)以及伺服控制器的生产商就紧随其后,将数字协议集成到它们的产品之中。实现起来非常简单,因为整个逻辑都记录在一个模块中。同样分别提供适用于简单实现的IPCore。此外,基于数字化逻辑模块可以快速落实应客户要求产生的新功能,从而不断改进系统优势。

4、状态监测——不仅在智能工厂

终端用户也大力推进数字单电缆技术:HIPERFACEDSL在机器通常为期数年的整个使用寿命期间,为终端用户开启连续状态监测的可能——借此挖掘巨大的经济效率潜力。

在工业4.0的联网生产世界中,通过HIPERFACEDSL的电机反馈对永久状态监控起决定性作用,因为数字数据和数字协议是能够深入机器之中一直向下到电机轴进行“观察”的前提。在此期间会看到有趣的内容,因为可以采集多样化的电机数据——主要包括工作小时、电机温度、消耗电流、转速、速度以及它们的相应变化。通过驱动器可以直方图的形式轻松读取一切。在连续状态监测——即永久状态监控——的范畴内,这些信息可用于推导有关状态和驱动器与机器状态预期发展的结论并借此实现预防性维修。对用户而言,由此首先产生两大好处。第一个是保护机器,即通过快速反应的安全系统(如应急关断)避免高昂的间接损失。第二个好处是优化机器效率,尽可能达到最高的生产可用性和生产能力。在这种情况下,不必提前检查和更换机器的关键元件,而可以在整个使用寿命期间对其完全充分利用。另外,状态监测允许规划必要的检修工作——并在适当时间点执行。

5、前提:电机反馈“HDSLready”

从整体来看,电机生产商和机械制造商致力于适合状态监测的电机反馈系统有一系列技术、运营和经济原因。在SICKStegmann,它们可以从丰富的产品供应中适当挑选具有“HDSLready”特点的编码器解决方案。SICKStegmann的电机反馈系统为“HDSLready”并提供——除了耐热性、高分辨率、电子铭牌、多圈功能、强抗冲击性和紧凑型结构——高效状态监测所需的一切前提。内置金属码盘的EFS/EFM50产品系列瞄准注重高稳健性和高达23位分辨率的高端应用。同样运用光学技术工作的EKS/EKM36电机反馈系统面向具有中等要求的应用,在此紧凑结构与卓越精度的最佳平衡至关重要。新增产品系列EES/EEM37凭借其电容原理和无轴承编码器系统,提供杰出的抗温度、抗冲击与抗振动性——而且是众多低端应用富有经济效益的替代品。所有产品系列均包括通过IEC61508SIL2认证的版本。因此,原则上SICK的电机反馈系统也能用于安全应用。

6、对“数字化”维护与维修解决方案的需求不断增长

专家发现,正是工业4.0主题使有关各方对面向未来的智能驱动解决方案日益敏感。同时,智能工厂的联网生产世界还将进一步推动对维护与维修解决方案的需求。来自SICKStegmann具有HIPERFACEDSL功能的编码器提供为连续状态监测和预防性维修准备数据的所有选项。标准得到确立——但传奇之路和成功故事仍未结束。

图1新增产品系列EES/EEM37凭借其电容原理和无轴承编码器系统,提供杰出的抗温度、抗冲击与抗振动性。

图2同样运用光学技术工作的EKS/EKM36电机反馈系统

图3内置金属码盘的EFS/EFM50产品系列瞄准高端应用

 

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