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电机控制的技术市场动向

作者:王莹时间:2012-09-14来源:电子产品世界收藏

  工业自动化领域趋势

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/136823.htm

  工业电机:FPGA关注的领域
  Xilinx公司亚太区新兴业务拓展经理黄文杰指出,为获得优化的电机效率,电子设备要读取电机的电流、电压数据,并进行一系列的数学运算和校正。结果输出为转换器的指令。这些都需要在电机的反馈读取过期之前及时地完成。环路时间越短,电机响应就越快,同时电流波纹就越小,电机耗散的能量也越少——而这,是更精确、更高效的电机驱动系统所带来的。  

           

 

  工业自动化的挑战
  Altera亚太区工业业务部市场开发经理江允贵介绍道,工业自动化的趋势首先是提高性能,包括开发更好的算法,支持变化的标准,比如变化中的工业以太网(西门子Profinet和传统低速的RS485,RS232等)。另外一些比较复杂的运算使得电机不会发烫,效率更高,所以包括全球的学术单位也在研究新的数学算法,来增强电机的性能,提升效率。

  其次,突出优势,降低成本,并寻求差异化。工业电机主要是定制化的。因为电机终端的应用,有车床、铣床、机器人、汽车生产线,或是笔记本电脑生产线等,每一条生产线都不一样,所以电机公司的产品必须要定制化、差异化,同时要降低成本,最理想的是用单芯片来支持不同的定制化产品。

  再有,符合功能安全要求。在中国已经强制执行了一些标准,例如电梯业,今年7月1日以后国内出产的电梯必须有功能安全的认证执照,才能卖到市场上[1]。所以功能安全要符合新标准——IEC61508,这部分的主旨是保护人为操作过失而造成的意外;另外使生产线更流畅,能提高生产率,使机器不会损坏,可靠度提高。

  节能+更小的电机+更长的使用寿命=工厂效益
  如果专注在伺服驱动或者,第一要求是降低能耗。工业领域64%的电能消耗来自电机驱动设备。驱动能够节省40%的能耗。换句话说,很多能源在中间的传输过程中或者是在运算过程中被浪费掉,其实效能并不高。如何提高效能?比如电机的转速,如果转得快,电机会发烫,所以我们现在的科技还无法让电机转得很快而不发烫。所以我们就要发展一些新的材料,新的算法让电机的效率提高。

  第二,电机的成本非常高,如何降低它的成本?可以改善它的材料和大小。

  第三是怎样延长寿命。可以通过电机智能管理来实现(图2)。

  集成化
  如图3所示,左上方有PLC/器,是属于主站,接着有一个平台,经由工业以太网控制到最下面虚线框起来的多轴驱动系统,之所以是多轴的,因为整个生产平台上面,带动的电机不只一个。它是多个动作的:清洗,翻转,固定,切割,打包等。

  这种多轴控制有一定的相关性,一些轴跟另一些轴必须要搭配,有一些轴是相对独立的,通过工业以太网来实时控制。  

 

  左侧表格综合了上述的说明,从PLC下控制命令,传达到电机系统,然后多轴的电机系统,来控制不同电机系统的动作、命令,但是要达到实时性,通过工业以太网这种实时性的以太网来执行这个命令。另外要考虑到功能安全,就是怎样去避免机器的故障,机器的损坏,还有人员操作的意外。

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