單電纜自動(dòng)化可以幫助機(jī)器變得完全模塊化

EtherCAT P 將高性能通訊與供電整合在一根電纜中，可以在整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)層實(shí)現(xiàn)單電纜自動(dòng)化。在此次采訪中，總裁 Hans Beckhoff 談到了即插即用自動(dòng)化的概念，它的具體優(yōu)勢(shì)以及它對(duì)現(xiàn)代機(jī)器設(shè)計(jì)的影響。

是什么推動(dòng)您們開(kāi)發(fā) EtherCAT P 的呢?

Hans Beckhoff: 一方面，作為一家高科技公司，倍福一直掌握著第一手新技術(shù)資料。另一方面，我們從來(lái)沒(méi)有忽略過(guò)機(jī)器和樓宇自動(dòng)化方面的實(shí)際問(wèn)題，因?yàn)槲覀円步ㄔ熳约旱目刂乒?。特別是在機(jī)器設(shè)計(jì)方面，很多年前我們就已經(jīng)看到其中存在的很多問(wèn)題，現(xiàn)在必須順應(yīng)減少電纜數(shù)量的趨勢(shì)。它們不僅價(jià)格昂貴;同時(shí)它們的體積也很大，而且也很可能出錯(cuò)。甚至在多年前，現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)也是為了解決這一問(wèn)題。IT 技術(shù)的發(fā)展，如用作通訊和供電接口的 USB 和 Power over Ethernet，更加證實(shí)了這一趨勢(shì)。隨著 EtherCAT P 的推出，我們?cè)俅螌?IT 和自動(dòng)化領(lǐng)域融合在一起 — 基于 PC 的控制技術(shù)理念的基礎(chǔ)。

作為一款單電纜工業(yè)解決方案，EtherCAT P 滿足了那些特殊要求呢?

Hans Beckhoff: 許多自動(dòng)化設(shè)備需要 2 組電壓，這樣輸入和輸出可以單獨(dú)切換，而且許多設(shè)備還需要一個(gè)更高的電壓水平。此外，大部分機(jī)器都集成了大量自動(dòng)化設(shè)備，這也是為什么單電纜工業(yè)解決方案必須采用級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的原因所在。鑒于 IT 領(lǐng)域內(nèi)沒(méi)有任何產(chǎn)品可以滿足這些要求，我們開(kāi)發(fā)了 EtherCAT P，它將超高速和靈活的 EtherCAT 通訊與標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)電源整合在一根標(biāo)準(zhǔn)的 4 芯以太網(wǎng)電纜中。因此，自動(dòng)化設(shè)備可以通過(guò)一根電纜和一個(gè)簡(jiǎn)單的 M8 連接器輸送數(shù)據(jù)，且每臺(tái)設(shè)備獲得 2 組獨(dú)立的 24 V 電，每組最大提供 3 A 的電流。

EtherCAT P 對(duì)于 PC 控制來(lái)說(shuō)意味著什么?

Hans Beckhoff: EtherCAT P 是簡(jiǎn)化系統(tǒng)架構(gòu)的重要一步。用戶可以使用他們現(xiàn)有的專有知識(shí)迅速地充分利用 EtherCAT P 技術(shù)可用的 24 V 電優(yōu)勢(shì)。此外，EtherCAT P 已在 EtherCAT 技術(shù)協(xié)會(huì)(ETG)內(nèi)發(fā)布，正在準(zhǔn)備成為標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范。我們的目標(biāo)是將 EtherCAT P 建設(shè)為一個(gè)開(kāi)放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，正如我們做的非常成功的 EtherCAT 一樣。

EtherCAT P 的目標(biāo)行業(yè)是什么?

Hans Beckhoff: EtherCAT 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于很多行業(yè)，是一項(xiàng)非常成熟的通用型技術(shù)。它在機(jī)器和樓宇控制、測(cè)量技術(shù)應(yīng)用及無(wú)線電傳輸中得到大量應(yīng)用。我們認(rèn)為 EtherCAT P 是 EtherCAT 的一個(gè)邏輯擴(kuò)展，可以簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。因此，它也可以在相同的領(lǐng)域?qū)嵤?yīng)用。當(dāng)然，機(jī)器肯定是最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，但人們也看到 EtherCAT P 在簡(jiǎn)化樓宇自動(dòng)化結(jié)構(gòu)中的巨大潛力。只需要使用一個(gè) M8 連接器即可連接智能傳感器這一優(yōu)勢(shì)將給測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域帶來(lái)最大好處，它將使得這些系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊且更易于集成。

EtherCAT P 是單電纜自動(dòng)化的基礎(chǔ)。這個(gè)概念背后的基本理念是什么?

Hans Beckhoff: 倍福推出的單電纜技術(shù)(OCT)將通訊和動(dòng)力整合在一起，四年前在驅(qū)動(dòng)器技術(shù)領(lǐng)域就已經(jīng)有非常成功的應(yīng)用。它一直是我們產(chǎn)品開(kāi)發(fā)活動(dòng)中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)因素。EtherCAT P 將單電纜自動(dòng)化延伸到現(xiàn)場(chǎng)層，將這一理念推廣到一般應(yīng)用領(lǐng)域。它基于即插即用技術(shù)理念，因此自動(dòng)化設(shè)備可以通過(guò)簡(jiǎn)單地插入到合適的接口中的方式集成到自動(dòng)化系統(tǒng)中。另外一個(gè)目標(biāo)是在機(jī)器中擁有插入式自動(dòng)化，在這里，機(jī)器中的智能 EtherCAT 接口將不同的電壓水平和各自的通訊智能整合在一起。我們已經(jīng)定義了一套完整的 EtherCAT P 連接器系列，涵蓋從 24 V/3 A 到 600 V/64 A 整個(gè)范圍。

機(jī)器的插入式自動(dòng)化或不再需要使用控制柜對(duì)未來(lái)的機(jī)械工程來(lái)說(shuō)意味著什么?

Hans Beckhoff: 現(xiàn)代機(jī)械工程方案總是包括模塊化原理，即開(kāi)發(fā)人員會(huì)考慮到平臺(tái)以及基于這些平臺(tái)的模塊等方面因素。通過(guò)整合這些模塊，他們可以以最少的工作量設(shè)計(jì)一款客戶定制的機(jī)器。毋庸置疑，他們希望控制邏輯與機(jī)械系統(tǒng)一樣都是模塊化的。這同樣也適用于信號(hào)電平以及軟件架構(gòu)。因此，機(jī)器開(kāi)發(fā)人員希望處理一個(gè)單一的機(jī)器模塊的控制柜的一小部分能夠以一個(gè) IP 65 解決方案的形式成為該模塊的一部分，而不是需要根據(jù)自己的工程和布線要求單獨(dú)安裝。EtherCAT P 就是連接這類模塊的理想解決方案。如果設(shè)計(jì)中也包含了 EtherCAT P 連接器系統(tǒng)，只需要簡(jiǎn)單地插入自動(dòng)化設(shè)備就可以讓它們開(kāi)始工作。

這樣可以實(shí)現(xiàn)什么創(chuàng)新的機(jī)器和系統(tǒng)設(shè)計(jì)呢?

Hans Beckhoff: 這一即插即用能力將對(duì)以下兩個(gè)方面有重大影響：在連接完整的機(jī)器模塊時(shí)，以及在通過(guò) EtherCAT P 接口連接自動(dòng)化設(shè)備時(shí)。在一天結(jié)束時(shí)，它將可以通過(guò)一個(gè)中央電力和通訊站給整臺(tái)機(jī)器供電，這為布局清晰、模塊化且易于擴(kuò)展的機(jī)器設(shè)計(jì)敞開(kāi)了大門。此外，EtherCAT P 將吸引機(jī)器設(shè)計(jì)師們更多地考慮模塊化設(shè)計(jì)，因?yàn)樗?jīng)濟(jì)高效、使用簡(jiǎn)單且采用的理念非常合理。

倍福已經(jīng)推出哪些 EtherCAT P 產(chǎn)品系列?

Hans Beckhoff: 截止到 2016 年第二季度，所有 EtherCAT 端子盒系列都將有 EtherCAT P 型號(hào)可供貨。這將讓我們擁有一個(gè)極為廣泛的 I/O 產(chǎn)品系列，它們可以應(yīng)用于幾乎所有信號(hào)類型，并可以與現(xiàn)有的工程專有知識(shí)配套使用，無(wú)需再使用單獨(dú)的電源電纜。具有附加功率電子元件并擁有 EtherCAT P 能力的 24/28 V 伺服驅(qū)動(dòng)器也將于 2016 下半年可供貨。此外，我們還在設(shè)計(jì)一系列能夠通過(guò)一個(gè) EtherCAT P M8 連接器以較低的成本優(yōu)雅連接的面板型 PC。從中長(zhǎng)期來(lái)看，我們還將開(kāi)發(fā)出更多具有基礎(chǔ)組件和 EtherCAT P 接口的更高性能產(chǎn)品。

EtherCAT P 在工業(yè) 4.0 和/或物聯(lián)網(wǎng)方面具有哪些優(yōu)勢(shì)?

Hans Beckhoff: 特別是工業(yè) 4.0 概念需要您采集和分析大量信號(hào)，EtherCAT P 為此提供了理想的傳感器、執(zhí)行器和測(cè)量技術(shù)總線。相應(yīng)的 IP 65 I/O 將讓用戶能夠在隨時(shí)需要時(shí)輕松放置測(cè)量點(diǎn)并通過(guò) AMQP 或 MQTT 將數(shù)據(jù)傳輸給物聯(lián)網(wǎng)。 隨著 TwinCAT IoT 和 TwinCAT Analytics 軟件的面世，我們現(xiàn)在已經(jīng)能夠?yàn)榇祟悜?yīng)用提供理想的解決方案。