伺服反饋編碼器的狀態(tài)監(jiān)控功能

廣州市西克傳感器有限公司 榮海

全新的數(shù)字伺服反饋技術(shù)HIPERFACE DSL?(Digital Servo Link) 為電機(jī)驅(qū)動(dòng)廠商和設(shè)備制造商在開(kāi)發(fā)和集成伺服系統(tǒng)方面創(chuàng)造了諸多優(yōu)勢(shì)：在幫助降低對(duì)成本和空間的需求的同時(shí)，還有效提升投資和設(shè)備的安全性，甚至設(shè)備的操作者也可以從中獲益。

為了順應(yīng)工業(yè)市場(chǎng)發(fā)展的需求，作為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的德國(guó)SICK集團(tuán)，在2011年推出了全數(shù)字的伺服反饋通訊協(xié)議——HIPERFACE DSL?協(xié)議。這使得伺服反饋的通訊減少到兩芯，從伺服驅(qū)動(dòng)器到伺服電機(jī)之間的連接只需一條電纜。與之前的（數(shù)字/模擬）混合接口相比，HIPERFACE DSL?接口，完全實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，可以幫助徹底改善伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，提供全新的功能。

利用創(chuàng)新的抗干擾HIPERFACE DSL?協(xié)議，未來(lái)所有的伺服反饋通訊都可由兩芯電纜線實(shí)現(xiàn)。不僅如此，這兩芯電纜線還可以被整合到電機(jī)的動(dòng)力電纜線中，同時(shí)保證絕對(duì)穩(wěn)定、可靠。HIPERFACE DSL?協(xié)議的物理層符合目前的RS485協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率達(dá)9.375 MBd。數(shù)據(jù)的傳輸與驅(qū)動(dòng)周期同步，最短為11.95μs，并且驅(qū)動(dòng)器件和反饋系統(tǒng)之間的電纜最長(zhǎng)可達(dá)100 米。所有這些優(yōu)勢(shì)意味著：更少的電纜成本；更小的空間需求和更卓越的系統(tǒng)性能。

對(duì)于伺服驅(qū)動(dòng)廠商而言，將不再需要通過(guò)復(fù)雜的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路獲取編碼器位置數(shù)據(jù)或者額外的傳感器輸入。對(duì)于機(jī)械制造商而言，全數(shù)字化的伺服反饋系統(tǒng)則幫助減少了一半的電纜連接和布線成本。電機(jī)、控制器和系統(tǒng)制造商也將從中受益，因?yàn)樗欧答佅到y(tǒng)的循環(huán)周期可以自動(dòng)與驅(qū)動(dòng)器的循環(huán)周期同步，尤其適合于高動(dòng)態(tài)性能的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。HIPERFACE DSL?協(xié)議還支持電子銘牌的功能，可用于驅(qū)動(dòng)器對(duì)電機(jī)的自動(dòng)配置，如電機(jī)的參數(shù)、物料號(hào)和序列號(hào)等。尤其是在維護(hù)或者更換電機(jī)時(shí)，幫助驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)識(shí)別電機(jī)的參數(shù)。不僅如此，HIPERFACE DSL?協(xié)議的設(shè)計(jì)還符合SIL3 (IEC 61508) 和 PL e (EN ISO 13849-1)的安全標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)履行安全功能和機(jī)械指令以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，安全的保障不僅僅是對(duì)于電機(jī)、控制器和系統(tǒng)制造商，更是對(duì)于機(jī)器的日常使用者。然而對(duì)最終用戶而言，安全方面僅僅是全數(shù)字伺服反饋協(xié)議提供的眾多優(yōu)勢(shì)之一。

全面的節(jié)省才是硬道理

采用全數(shù)字的HIPERFACE DSL?協(xié)議，將不再需要單獨(dú)的編碼器電纜。這樣一來(lái)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電纜的成本立刻減少了一半，特別是保留下來(lái)的電纜連接與普通伺服電機(jī)的動(dòng)力電纜結(jié)構(gòu)非常近似。電機(jī)側(cè)也不再需要單獨(dú)的編碼器插座，借助單電纜伺服解決方案，可以幫助電機(jī)制造商節(jié)省大量生產(chǎn)成本和裝配成本。這意味著，通過(guò)使用HIPERFACE DSL?協(xié)議的產(chǎn)品，如單圈伺服反饋編碼器EKS36，或者多圈伺服反饋編碼器EKM36，整個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的成本將大大減少。

更加精巧的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、更加緊湊的機(jī)械設(shè)計(jì)

不需要的東西當(dāng)然不占地方。減少電纜的結(jié)果是電纜導(dǎo)軌和電纜拖鏈的體積也可以得到大幅縮減。所有這些對(duì)空間要求的縮減可以有效的幫助機(jī)械設(shè)備制造商改善整體設(shè)備機(jī)械的設(shè)計(jì)。HIPERFACE DSL?協(xié)議完全符合機(jī)械設(shè)備日趨緊湊的設(shè)計(jì)潮流，為最終機(jī)械設(shè)備的使用者節(jié)省大量空間。

超值的診斷數(shù)據(jù)唾手可得

對(duì)于機(jī)械設(shè)備的使用者而言，數(shù)字化的伺服反饋協(xié)議不僅有助于減少前期的設(shè)備采購(gòu)?fù)顿Y，還可以幫助在整個(gè)設(shè)備生命周期內(nèi)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)伺服反饋編碼器可以記錄一系列的電機(jī)數(shù)據(jù)，作為HIPERFACE DSL?狀態(tài)監(jiān)控功能的一部分，這些數(shù)據(jù)可以用作電機(jī)的診斷和維護(hù)目的。而這些狀態(tài)監(jiān)控不僅僅只能在設(shè)備旁邊實(shí)現(xiàn)，機(jī)器使用者也可以通過(guò)因特網(wǎng)或者局域網(wǎng)遠(yuǎn)程連接到設(shè)備的電機(jī)上。遠(yuǎn)程診斷功能使得預(yù)防性診斷變得非常簡(jiǎn)單易行。在生產(chǎn)工程中，EKS36/EKM36伺服反饋編碼器用于檢測(cè)和記錄多種的電機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，例如功耗、圈數(shù)、速度、溫度等。這些參數(shù)有助于分析驅(qū)動(dòng)和設(shè)備的現(xiàn)狀及發(fā)展的預(yù)期。

通過(guò)狀態(tài)監(jiān)控優(yōu)化設(shè)備性能

通過(guò)不間斷的狀態(tài)監(jiān)控，設(shè)備的使用者可以達(dá)到兩個(gè)重要目標(biāo)。首先是保護(hù)機(jī)器設(shè)備，可以通過(guò)急停等快速響應(yīng)防止次生故障的發(fā)生。這是因?yàn)?，在大多?shù)情況下，在機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障的情況下繼續(xù)運(yùn)行而帶來(lái)的損失，遠(yuǎn)比最初故障本身要嚴(yán)重的多，并且快速診斷傳感器數(shù)據(jù)還可以幫助迅速判斷故障和分析原因。狀態(tài)監(jiān)控第二個(gè)目標(biāo)是改善機(jī)器的效率，以達(dá)到最優(yōu)化的產(chǎn)能。為了根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)維護(hù)和優(yōu)化機(jī)械設(shè)備，連續(xù)的狀態(tài)監(jiān)控是必須，這也有助于節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。因?yàn)樵O(shè)備的關(guān)鍵部件不必要在它們的生命周期還沒(méi)結(jié)束前被更換掉。

與此同時(shí)，驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)信息也可以作為生產(chǎn)計(jì)劃和例行維護(hù)的基本參考。此外，連續(xù)的狀態(tài)監(jiān)控還可以用于跟蹤優(yōu)化每個(gè)機(jī)器的特定參數(shù)。緩慢的、長(zhǎng)期變化將被記錄下來(lái)，突發(fā)的、短期變化也將保存下來(lái)，例如，加工過(guò)程中的模具斷裂監(jiān)控等。最后，連續(xù)的狀態(tài)監(jiān)控的特點(diǎn)是高持續(xù)性的，對(duì)過(guò)程和設(shè)備的監(jiān)控可以最大程度上保護(hù)機(jī)器及其周?chē)娜撕铜h(huán)境，與此同時(shí)，還能夠提高設(shè)備的使用壽命。

純數(shù)字協(xié)議：小接口大收益

采用HIPERFACE DSL?伺服反饋技術(shù)的狀態(tài)監(jiān)控功能，可以提高驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可用性，避免因?yàn)檫^(guò)早維護(hù)而產(chǎn)生的材料和人員的浪費(fèi)，或者因過(guò)晚維護(hù)而導(dǎo)致的設(shè)備損壞。鑒于這一系列的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)原因，未來(lái)的機(jī)械設(shè)備和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)立即熟悉這一先進(jìn)的伺服反饋技術(shù)刻不容緩。如果您有興趣通過(guò)不間斷的狀態(tài)監(jiān)控來(lái)提升安全性能和效率，那么配備HIPERFACE DSL?協(xié)議的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將是您的首選。