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台湾脉动运用串行式通讯助工厂打造自动化设备

2021/05/18 - DIGITIMES企划

根据经济部统计,近十年台湾机械设备业营业收入增加新台币3,155亿元,10年间平均每年成长3.3%,明显高于制造业平均增幅1.7%。由此数据可看出,全球制造生产对智能化及自动化设备升级需求确实存在,且需求力道比过去有显着成长。针对产业趋势,台湾脉动产品经理赖砚枫指出,在全新的智能生产架构下,打造流程自动化的生产设备势在必行,因此台湾脉动将因应客户需求,建议几种智能化发展路线。

赖砚枫分享智能制造之于设备业的几点产业观察,第一是不同的企业转型规模会采取不同的路径;其二是在扩充新的智造化机能设备,而非将原产线机台砍掉重练;第三个要素是将数码化元素整合在既有的架构中,快速有效率地整合所有自动化系统;以及最后一点是期望设备的扩充导入,能具体降低自动化的建置成本。

在此需求之下,台湾脉动建议几种可行的方案,第一种策略是自动化机械设备具有认知能力,可连接更多传感器、视觉检测,让人工操作负担减轻。第二种策略则是把机械自动化的程度极大化,机器人成为新型态的协同作业设备。第三类则是建构虚实整合的数码模拟真实状态,让工厂得以在开发初期,就预先模拟以预先修正设计。

赖砚枫接着说,制造业者若希望达到上述三大目标,运用串行式通讯控制技术,是打造出自动化设备的最佳途径。串行式通讯可控制系统,并节省配线让扩充更弹性,而且能够以模块化的方式建立,以取代大型集中式的控制系统。模块化的系统还能增加强韧性,如果单一的控制单元损坏时,还不至于影响到整个控制系统。

至于要在工厂内部署串行式通讯可以怎麽做?过去主要是透过以下几种方案,第一是EtherCAT架构在以太网络上的工业实时通讯总线,另一是导入Motionnet高速串行的通讯系统,又或是运用Ethernet架构在以太网络上的Motionnet通讯系统,即今天所要介绍的主题,Ethernet结合Motionnet串行式通讯助工厂打造自动化设备。

赖砚枫观察,Motionnet通讯系统因具备许多优势而成为业界的首选方案,原因是Motionnet可藉由數位传输并加入错误检测码的机制,以减少杂讯干扰。另一特点是最多可同时进行64轴运动控制、2048点的I/O控制扩充能功能,大约在0.97ms内完成2,048点数据更新通讯周期时间,最高可达15.1 μsec/module数据传输速度。而且还能扩充20种动作模式,可任意做到2轴圆弧补间、直线补间。但往往电脑中央处理器及芯片组的时代变迁,以及操作系统版本迭译,以PCI Express控制界面的Motionnet,往往会是工厂或设备商的隐忧,频繁的系统变异将会使得设备更难以维护。有监于此,台湾脉动提出一套解决方案,整合Motionnet与Ethernet于同一控制器,透过Ethernet串连Motionnet,解决上述难题,可说是设备扩充自动化最适合的通讯协协定。

工厂下一步若想透过Ethernet打造自动化设备,台湾脉动提供ETH-L132解决控制器,本身即是Stand-alone控制器,不会额外消耗IPC CPU资源,而且具备实时操作系统核心,可达到时间准确控制,实时掌握驱动IO及轴控的执行状况。

赖砚枫还提到ETH-L132可解决IPC时代更换及兼容不足问题,加上可跨平台,藉由Web GUI快速设定IO、Windows XP, 7, 10、Linux等相关开发跟诊断工具。台湾脉动致力帮助工厂在既有架构中快速整合所有自动化系统,让扩充智造化设备不再是难事。


图说:台湾脉动产品经理赖砚枫。