FC极速控制技术课件.ppt

1、第一页，共40页。Beckhoff 自动化新技术自动化新技术第二页，共40页。XFC|全方位提升控制系统性能全方位提升控制系统性能第三页，共40页。XFC 组件组件第四页，共40页。EtherCAT|极速控制通讯技术极速控制通讯技术优化的控制和通讯架构实现极高性能优化的控制和通讯架构实现极高性能30s内可处理内可处理1000个分布式数字量个分布式数字量I/O EtherCAT 通讯通讯可可直达直达 I/O 模块，无需子模块，无需子网支持网支持 优化了标准以太网控制器，如优化了标准以太网控制器，如Intel PC芯片架构芯片架构基于分布时钟的高级实时特性：基于分布时钟的高级实时特性：同步、时间戳

2、、超采样同步、时间戳、超采样第五页，共40页。优化的控制和通讯架构实现极高性能优化的控制和通讯架构实现极高性能所有信号类型的所有信号类型的 I/O 产品线产品线 高速的数字量、模拟量高速的数字量、模拟量 I/O时间戳和超采样特性实现极高的定时分辨时间戳和超采样特性实现极高的定时分辨率率(10 ns)EtherCAT I/O模块模块|极快的极快的 I/O 技术技术第六页，共40页。IPC|极速控制极速控制 CPU优化的控制和通讯架构实现极高性能优化的控制和通讯架构实现极高性能基于高性能实时主板的工业基于高性能实时主板的工业 PC紧凑的构造优化了控制应用紧凑的构造优化了控制应用第七页，共40页。T

3、winCAT|极速实时控制软件极速实时控制软件优化的控制和通讯架构实现极高性能优化的控制和通讯架构实现极高性能Windows 环境下扩展实时核，循环周环境下扩展实时核，循环周期最小可达期最小可达 50 sXFC 实时任务采用标准的实时任务采用标准的 IEC 61131-3 编程标准编程标准XFC 兼容兼容 Windows 和和 TwinCAT 的标准特的标准特性性第八页，共40页。XFC 技术技术分布时钟分布时钟时间戳时间戳超采样超采样极短的循环周期极短的循环周期第九页，共40页。快速响应快速响应|快速快速 I/O 模块模块 1s TON/TOFF信号信号最小响应时间最小响应时间 时间时间输入

4、输入:EL1202 输出输出:EL2202 第十页，共40页。精准的时间同步精准的时间同步|时间戳模块时间戳模块(1 s)信号信号精准的响应时间精准的响应时间时间时间输入输入:EL1252 输出输出:EL2252 第十一页，共40页。超采样率超采样率=10100s50s 总线周期总线周期采样采样DI10 sDOEL1262/EL2262/EL37xx/EL47xx快速信号扫描快速信号扫描/脉冲输出脉冲输出|超采样模块超采样模块第十二页，共40页。快速信号采样快速信号采样,记录模拟量值记录模拟量值|超采样模块超采样模块超采样超采样 极速检测极速检测PLC 周期PLC 周期检测周期第十三页，共40

5、页。分布时钟分布时钟分布式绝对系统时间同步分布式绝对系统时间同步CPU I/O伺服伺服驱动驱动分辨率分辨率:10 ns 精度精度:100 ns第十四页，共40页。XFC 经实验验证经实验验证!第十五页，共40页。系统性能系统性能循环周期循环周期:100 s(min.50 s)I/O 响应时间响应时间:85 s(185 s)分布时钟分布时钟 分辨率分辨率:10 ns精度精度:100 ns信号超采样信号超采样 速率速率:1 MHz 分辨率分辨率:1 s 精度精度:100 ns时间戳时间戳 分辨率分辨率:10 ns精度精度:100 nsXFC 性能性能第十六页，共40页。I/O 响应时间响应时间 1

6、00 s输入信号输入信号 转换转换输入输入通讯通讯运算运算输出输出通讯通讯输出信号输出信号转换转换I/O 响应时间响应时间 100 s第十七页，共40页。XFC 与传统控制比较与传统控制比较INOUT?011第十八页，共40页。XFC 与传统控制比较与传统控制比较OUTOUTXFCINXFCOUT?constantconstant1+T11+T21+T31+Tx1+Ty1+Tz第十九页，共40页。XFC|极速控制技术极速控制技术第二十页，共40页。XFC 应用案例应用案例印刷定位控制印刷定位控制线性轨迹控制线性轨迹控制物流控制物流控制涂胶控制涂胶控制电子凸轮控制电子凸轮控制快速闭环控制快速闭环

7、控制第二十一页，共40页。XFC 应用案例应用案例:Husky 注塑成型控制系统注塑成型控制系统第二十二页，共40页。Husky 简介简介全球注塑领域中的技术先驱全球注塑领域中的技术先驱3,000 雇员雇员工厂普及北美、欧洲和亚洲工厂普及北美、欧洲和亚洲遍布全球的公司分销网络遍布全球的公司分销网络 营业额营业额US$9.35 亿亿(2006)US$8.60 亿亿(2005)第二十三页，共40页。注塑成型设备供给商注塑成型设备供给商 2004第二十四页，共40页。控制系统架构控制系统架构PROFIBUS DPPCI CardIPCKL Terminal I/OTC PlugTemposonic6

8、11U Screw DriveCP Link PanelEtherCAT I/O for Injection(New)One additional NIC for TCP/IP(New)第二十五页，共40页。Real-time CPU 负载负载第二十六页，共40页。保压切换重复精度保压切换重复精度 1000 mm/s 2 ms250 s Position2.00 mm0.25 mm Volume2.00%0.25%Fill to Hold TransitionSpeed at Transition=1000 mm/sControl Cycle Time第二十七页，共40页。压力切换控制压力切换

9、控制 Pressure SP 2 ms 250 s第二十八页，共40页。注射保压控制注射保压控制第二十九页，共40页。性能提升总结性能提升总结 提高注射重复精度提高注射重复精度提升注射剖面控制提升注射剖面控制 减少塑料熔体降解减少塑料熔体降解 提高塑料熔体均匀度提高塑料熔体均匀度减少能源损耗减少能源损耗减少维护工作减少维护工作减少噪音减少噪音产品重量波动范围产品重量波动范围 0.3%每年节约本钱每年节约本钱:US$182,651第三十页，共40页。用户收益用户收益提高产品质量提高产品质量节省原材料，降低本钱节省原材料，降低本钱产品原来重量产品原来重量(g)22产品目标重量产品目标重量(g)20

10、每年产品数量每年产品数量 54,568,421每年节省原材料每年节省原材料(kg)125,507每年节约本钱每年节约本钱 US$182,651第三十一页，共40页。XFC 应用案例应用案例:印刷控制印刷控制 打印标记采用时间戳记录打印标记采用时间戳记录 时间戳基于系统级的高精度分布时钟时间戳基于系统级的高精度分布时钟 通过具有分布时钟的编码器模块，可准确通过具有分布时钟的编码器模块，可准确识别印刷标记的准确位置识别印刷标记的准确位置 无需硬件连线，如编码器输入锁存无需硬件连线，如编码器输入锁存 控制系统可获取所有相关信息控制系统可获取所有相关信息第三十二页，共40页。XFC 应用案例应用案例:

11、涂胶控制涂胶控制 准确定位准确定位+准确点滴控制准确点滴控制 涂胶定时精度可达纳秒级涂胶定时精度可达纳秒级 过电压特性可平安快速的翻开喷嘴过电压特性可平安快速的翻开喷嘴 可通过反向可通过反向 24VDC 迅速关闭迅速关闭第三十三页，共40页。XFC 应用案例应用案例:线性轨迹控制线性轨迹控制 传统方式传统方式:使用经过参数化的特殊硬件使用经过参数化的特殊硬件 XFC 方式方式:使用分布时钟和时间戳的使用分布时钟和时间戳的 I/O，EtherCAT 和和 IPC 灵活的软件替代固定功能的特殊硬件灵活的软件替代固定功能的特殊硬件 输入和输出可分布式安装输入和输出可分布式安装 系统级的开关时间重复精

12、度系统级的开关时间重复精度 1 s第三十四页，共40页。XFC 应用案例应用案例:物流控制物流控制 物料搬运物料搬运+分拣分拣 极短的响应时间和精准的开关点提升系统极短的响应时间和精准的开关点提升系统性能性能 XFC:可缩小物料之间的距离可缩小物料之间的距离 提升吞吐量提升吞吐量 降低本钱降低本钱 EtherCAT 灵活的拓扑构造非常适合物流灵活的拓扑构造非常适合物流分布式控制系统分布式控制系统 支持总线冗余支持总线冗余第三十五页，共40页。XFC 应用案例应用案例:电子凸轮电子凸轮 使用使用 Beckhoff 标准组件实现每分钟标准组件实现每分钟2,000 次冲压次冲压 分辨率：分辨率：1

13、所有数据、参数、控制程序等均位于中央所有数据、参数、控制程序等均位于中央控制单元控制单元 如此易于管理和存档如此易于管理和存档 伺服驱动器、位置编码器和启动器通过总伺服驱动器、位置编码器和启动器通过总线电缆相连线电缆相连 通过分布时钟精准控制执行器通过分布时钟精准控制执行器第三十六页，共40页。XFC 总结总结 XFC 提供提供:极快的响应时间极快的响应时间 精准的事件响应精准的事件响应 高分辨率的信号高分辨率的信号XFC 好处：好处：提高精度提高精度 节省原料节省原料 无需特殊控制器无需特殊控制器XFC 可提升企业的竞争力可提升企业的竞争力!第三十七页，共40页。XFC|极速控制技术极速控制技术第三十八页，共40页。谢谢欣赏！2021/11/539第三十九页，共40页。NoImage内容总结FC极速控制技术。XFC|eXtreme Fast Control Technology。XFC|eXtreme Fast Control Technology。IPC|极速控制 CPU。XFC 兼容 Windows 和 TwinCAT 的标准特性。快速信号扫描/脉冲输出|超采样模块。精度:100 ns。循环周期:100 s(min.50 s)第四十页，共40页。