a入門(mén)培訓(xùn)及18極速控制技術(shù)

引領(lǐng)極速控制新時(shí)代XFC（eXtremeFastControlTechnology）極速控制技術(shù)I/O組件—采用XFC技術(shù)的EtherCAT端子模塊通訊組件—充分利用EtherCAT的通訊優(yōu)勢(shì)控制組件—高性能工業(yè)PC軟件組件—TwinCAT自動(dòng)化軟件XFC-技術(shù)四大特色分布式時(shí)鐘時(shí)間戳超采樣高速IO微增量XFC極速控制技術(shù)高速I/O傳統(tǒng)的方法要達(dá)到100μs的周期時(shí)間，需要依賴專用的、獨(dú)立的控制器，這些控制器必須擁有直接控制的I/O。這種方法有兩個(gè)缺點(diǎn)：第一個(gè)缺點(diǎn)是這些獨(dú)立的控制器對(duì)主控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)只包含了極其有限的信息，而且也不能用于主控制器的決策。此外，參數(shù)重整定（例如加工新工件）也受到限制。第二個(gè)缺點(diǎn)是固定的I/O配置，一般情況下不能對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展。非常快的I/O響應(yīng)就要求非常短的掃描時(shí)間。XFC極速控制技術(shù)XFC|極速控制技術(shù)XFC極速控制技術(shù)高速I/O模塊，1μsTON/TOFF信號(hào)最小響應(yīng)時(shí)間時(shí)間輸入：EL1202輸出：EL220285μs185μsXFC極速控制技術(shù)EL1202:

–2通道數(shù)字量輸入24VDCEL2202:

–2通道數(shù)字量輸出24VDC

–延時(shí)TON/TOFF1μs分布式時(shí)鐘在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的分布式控制系統(tǒng)中，輸入模塊在某一時(shí)刻采集到一個(gè)數(shù)值，這個(gè)值通過(guò)總線傳輸?shù)娇刂破?，控制器?jīng)過(guò)運(yùn)算后再通過(guò)總線把輸出值寫(xiě)入到輸出模塊，輸出的電信號(hào)使控制系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)作。提高控制精度的關(guān)鍵因素是：響應(yīng)速度快和準(zhǔn)確的采集輸入值（包括值采集的時(shí)刻）。輸出要準(zhǔn)時(shí)，通訊和計(jì)算所用的時(shí)間不會(huì)對(duì)控制精度有影響，輸出值和輸出的時(shí)刻同時(shí)傳輸?shù)捷敵瞿K。這就要求在I/O模塊里面里面有時(shí)鐘，而不僅是在控制器里面。分布式時(shí)鐘是XFC技術(shù)的基礎(chǔ)，也是EtherCAT技術(shù)的基本功能。所有的EtherCAT設(shè)備都具有本地時(shí)鐘，并通過(guò)EtherCAT通訊自動(dòng)連續(xù)地與其它所有的時(shí)鐘保持同步。通訊所用時(shí)間偏差可以得到補(bǔ)償，所有時(shí)鐘之間的最大偏差都小于100ns。分布式時(shí)鐘的當(dāng)前時(shí)間也可作為系統(tǒng)時(shí)間，因?yàn)樗梢员徽麄€(gè)系統(tǒng)使用。XFC極速控制技術(shù)單位1ns

起始時(shí)刻1.1.200000:00

64位分布式時(shí)鐘(可表示584年);部分EtherCAT從站只支持32位分布式時(shí)鐘,只能計(jì)時(shí)4.2秒，過(guò)后就會(huì)溢出從0開(kāi)始。分布式時(shí)鐘的分辨率為10ns,lastsignificantnumberisusedforsynchronisation每個(gè)本地的分布式時(shí)鐘自動(dòng)與EtherCAT主基準(zhǔn)時(shí)鐘同步。同步精度<100ns，同步精度與從站的距離無(wú)關(guān)。在啟動(dòng)時(shí)EtherCAT主站獲取系統(tǒng)時(shí)間作為主時(shí)鐘，例如PC的BIOS時(shí)鐘。因此分布式系統(tǒng)時(shí)鐘以世界時(shí)間啟動(dòng)。use此時(shí)就存在了2個(gè)時(shí)間：實(shí)時(shí)時(shí)鐘和分布式時(shí)鐘。為了避免時(shí)間之間存在偏差我們需要進(jìn)行時(shí)鐘同步。硬件:EL6692(與另一個(gè)EtherCAT系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行同步),EL6688(利用IEEE1588進(jìn)行世界時(shí)間同步)軟件:library分布式時(shí)鐘XFC極速控制技術(shù)分布式時(shí)鐘分布式系統(tǒng)時(shí)間同步CPUI/O伺服驅(qū)動(dòng)分辨率:10ns精度:<100nsXFC極速控制技術(shù)時(shí)間戳通常數(shù)字量占一個(gè)位，模擬量占一個(gè)字。在掃描周期內(nèi)這些數(shù)值是固定的，也就是說(shuō)這些數(shù)值的采樣率和精度與掃描周期相關(guān)。時(shí)間戳數(shù)據(jù)類型還額外傳輸一個(gè)時(shí)間值。這個(gè)時(shí)間值通常采用系統(tǒng)時(shí)間，為過(guò)程數(shù)據(jù)提供高精度的時(shí)間信息。時(shí)間戳可以用于輸入信號(hào)記錄信號(hào)發(fā)生的時(shí)間，用于輸出信號(hào)控制輸出的時(shí)間。XFC極速控制技術(shù)時(shí)間戳I/O模塊EL1252:

–2通道數(shù)字量輸入24VDC

–準(zhǔn)確的信號(hào)跳變檢測(cè)

–系統(tǒng)精度<1μs

–與EL2252絕對(duì)同步響應(yīng)EL2252:

–2通道數(shù)字量輸出24VDC

–準(zhǔn)確的時(shí)間點(diǎn)輸出

–系統(tǒng)精度<1μs

–與EL1252絕對(duì)同步響應(yīng)EtherCATBoxEP1258:

–8通道數(shù)字量輸入24VDC帶2通道時(shí)間戳

–IP67防護(hù)等級(jí)

–準(zhǔn)確的信號(hào)跳變檢測(cè)

–系統(tǒng)精度<1μsXFC極速控制技術(shù)時(shí)間戳XFC極速控制技術(shù)分布式時(shí)鐘主站設(shè)置SystemManagerPLCTickSyncOut

Outputvalid118.50μsSyncIn

InputLatch-100μsPLCTickSyncOut

Outputvalid118.50μsSyncIn

InputLatch-100μstcycletime時(shí)間戳XFC極速控制技術(shù)DCSettingsSystemManager-MasterPLCTickSyncOut

Outputvalid118.50μsSyncIn

InputLatch-100μsPLCTickSyncOut

Outputvalid118.50μsSyncIn

InputLatch-100μstcycletime分布式時(shí)鐘XFC極速控制技術(shù)準(zhǔn)確的響應(yīng)時(shí)間Input:EL1252Output:EL2252SignalTime準(zhǔn)確的響應(yīng)時(shí)間等時(shí)采樣

分布式時(shí)鐘XFC極速控制技術(shù)超采樣通常為了提高采樣率都是通過(guò)縮短掃描周期來(lái)實(shí)現(xiàn)。而掃描周期又不能無(wú)限制的縮短超采樣數(shù)據(jù)類型能夠?qū)崿F(xiàn)在一個(gè)掃描周期內(nèi)對(duì)一個(gè)輸入值多次等時(shí)間間隔采樣，記錄到一個(gè)數(shù)組里面，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)全部傳輸?shù)娇刂破?。?duì)于輸出值，能夠使輸出在一個(gè)掃描周期內(nèi)改變多次。超采樣系數(shù)描述了在一個(gè)通訊周期中采樣（改變）的次數(shù)。即使是在一般的通訊周期時(shí)間條件下，也可以輕松地達(dá)到200kHz的采樣率。XFC極速控制技術(shù)超采樣I/O模塊EL1262:

–2通道數(shù)字量輸入24VDCEL2262:

–2通道數(shù)字量輸出24VDC –通過(guò)分布式時(shí)鐘同步整個(gè)系統(tǒng)時(shí)間

–抖動(dòng)<<1μs

–采樣時(shí)間1μs或采樣頻率1M/sEL1262超采樣輸入模塊以幾倍于掃描周期時(shí)間的采樣頻率采集輸入信號(hào)，測(cè)量記錄非常短的輸入信號(hào)。EL2262超采樣輸出模塊,可以在1μs的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換，特別適合于高精度的配料項(xiàng)目。XFC極速控制技術(shù)ExactoutputpulseOutput:EL2262SignalTime

高速信號(hào)采樣

短脈沖輸出超采樣I/O模塊XFC極速控制技術(shù)超采樣I/O模塊XFC極速控制技術(shù)超采樣I/O模塊EL3742:

–2通道模擬量輸入0…20mAEL3702:

–2通道模擬量輸入-10V…+10VEL4732:

–2通道模擬量輸出-10V…+10VEL4712:

–2通道模擬量輸出0…20mA

–通過(guò)分布式時(shí)鐘同步整個(gè)系統(tǒng)時(shí)間

–抖動(dòng)<<1μs

–采樣時(shí)間10μs或采樣頻率100k/sXFC極速控制技術(shù)超采樣

I/O

模塊超采樣–極速檢測(cè)PLC周期PLC周期檢測(cè)周期XFC極速控制技術(shù)XFC經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證!XFC極速控制技術(shù)編碼器信號(hào)PLC/BusCycle

1234567

34567

3,054,65,86,87,6internalcounterValuewithoutMIValue

withMI利用信號(hào)的上升沿和下降沿的時(shí)間來(lái)計(jì)算微增量微增量XFC極速控制技術(shù)沒(méi)有微增量技術(shù):CycleTimePositiontPositiont+1?PositionSpeed1033313411145111561116711用微增量技術(shù):CycleTimePositiontPositiont+1?PositionSpeed103,053,053,0513,054,61,551,5514,65,81,21,215,86,81116,87,60,80,8微增量XFC極速控制技術(shù)XFC極速控制技術(shù)微增量微增量:使用標(biāo)準(zhǔn)的編碼器可以在低速情況下也能獲得更準(zhǔn)確的位置值?？梢垣@得更準(zhǔn)確的速度計(jì)算不需要濾波器濾波將會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間變慢好處:機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)得更平穩(wěn)多軸系統(tǒng):提升同步性能硬件:EL5101和EL5151XFC極速控制技術(shù)微增量MicroincrementsinEL51xx:EnabledbyCoEXFC極速控制技術(shù)微增量?jī)?yōu)化的控制和通訊架構(gòu)實(shí)現(xiàn)極高性能所有信號(hào)類型的I/O產(chǎn)品線高速的數(shù)字量、模擬量I/O時(shí)間戳和超采樣特性實(shí)現(xiàn)極高的定時(shí)分辨率(10ns)EtherCATI/O模塊

|極快的I/O技術(shù)XFC極速控制技術(shù)WindowsNT,2000,XPI/O數(shù)字量，模擬量，COM，特殊功能I/OPTP

CAM

任務(wù)1(2ms)

PLC多軸運(yùn)動(dòng)AX52xxAM3xxxHMI12任務(wù)2(100μs)

12工業(yè)PC高速I/O|超高速機(jī)械控制架構(gòu)超采樣

快速輸入

(100KHz)超采樣

快速輸出(100KHz)超采樣

快速輸入

(100KHz)XFC極速控制技術(shù)系統(tǒng)性能循環(huán)周期: 100μs(min.50μs)I/O響應(yīng)時(shí)間: 85μs(185μs)分布時(shí)鐘分辨率: 10ns精度: <100ns信號(hào)超采樣速率: 1MHz分辨率: 1μs精度: <100ns時(shí)間戳分辨率: 10ns精度: <100nsXFC極速控制技術(shù)XFC性能

XFC對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制確定的編碼器輸入信號(hào)的延時(shí)時(shí)間和驅(qū)動(dòng)器輸出延時(shí)時(shí)間XFC極速控制技術(shù)確定的編碼器輸入信號(hào)的延時(shí)時(shí)間和驅(qū)動(dòng)器輸出延時(shí)時(shí)間XFC極速控制技術(shù)XFC對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制補(bǔ)償編碼器位置信號(hào)傳輸死區(qū)時(shí)間XFC極速控制技術(shù)XFC對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)傳輸死區(qū)時(shí)間XFC極速控制技術(shù)XFC對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制時(shí)間和位置相互轉(zhuǎn)換XFC極速控制技術(shù)XFC對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制高速高精度的凸輪開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出小于千分之一度的控制精度XFC極速控制技術(shù)XFC與傳統(tǒng)控制比較INOUT?011XFC極速控制技術(shù)XFC與傳統(tǒng)控制比較OUTOUT

XFCINXFCOUT?constantconstant1+T11+T21+T31+Tx1+Ty1+TzXFC極速控制技術(shù)主要數(shù)據(jù)10m/s物流控制PLC周期為1ms卸貨過(guò)程中的位置偏差最大僅為10毫米分布式時(shí)鐘：±0.001mm線性軌跡控制XFC極速控制技術(shù)產(chǎn)品重量控制提高產(chǎn)品質(zhì)量節(jié)省原材料，降低成本產(chǎn)品原來(lái)重量(g)

22產(chǎn)品目標(biāo)重量(g) 20每年產(chǎn)品數(shù)量 54,568,421每年節(jié)省原材料(kg) 125,507

每年節(jié)約成本 ？XFC極速控制技術(shù)印刷控制打印標(biāo)記采用時(shí)間戳記錄時(shí)間戳基于系統(tǒng)級(jí)的高精度分布時(shí)鐘通過(guò)具有分布時(shí)鐘的編碼器模塊，可準(zhǔn)確識(shí)別