سیلندرهای سرو برقی با گذرگاه EtherCAT: افزایش دقت همگام سازی چند محوره و راندمان تحویل پروژه

بسیاری از دستگاه‌های آزمایش شبیه‌سازی و سکوهای حرکتی 6-DOF نیاز به هماهنگی دقیق چند محوری دارند. تعداد کمی از پروژه‌ها بررسی‌های سخت‌افزاری را پشت سر می‌گذارند اما عملکرد دینامیکی رضایت‌بخشی ندارند. علت اصلی اغلب گذرگاه ارتباطی است تا رانش، ضربه یا سرعت سیلندرهای الکتریکی.

معایب کنترل سنتی پالس / Modbus-RTU

کنترل پالس یا Modbus-RTU هنوز به طور گسترده برای راه اندازی چندین محرک به دلایل هزینه استفاده می شود، اما محدودیت های آشکاری برای سیستم های با کارایی بالا به همراه دارد:

1. انحراف همگام سازی زیاد تأخیر با محورهای بیشتر انباشته می شود. خطای همگام‌سازی می‌تواند به ده‌ها میلی‌ثانیه برسد و باعث لرزش و تغییر حالت در پلت‌فرم‌های 6-DOF شود.

2. سیم کشی سنگین. کنترل پالس نیاز به سیم کشی جداگانه برای هر محور دارد. یک سیستم 6 محوره با کابل‌های حجیم همراه است که حجم کار نصب و عیب‌یابی را افزایش می‌دهد.

3. چرخه راه اندازی طولانی پارامترها به تنظیم دستی محور به محور نیاز دارند که گاهی برای سیستم‌های حرکتی بزرگ هفته‌ها طول می‌کشد.

4. بازخورد محدود داده های موقعیت واقعی، بار و دما را نمی توان در زمان واقعی خواند و فرصت کمی برای هشدار اولیه خطا باقی می گذارد.

مزایای اصلی سیلندرهای سرو الکتریکی مبتنی بر EtherCAT (داده های آزمایش آزمایشگاهی)

سیلندرهای سروو باس واقعی EtherCAT راه حل قابل اعتمادی برای سیستم های چند محوره ارائه می دهند. آزمایش آزمایشگاهی ما برای پیکربندی 6 محور نشان می دهد:

• زمان همگام سازی چرخه: 1 میلی ثانیه، خطای همگام سازی چند محوره 100 میکرو ثانیه

• از ده‌ها محرک با زنجیر دیزی پشتیبانی کنید که سیم‌کشی را به شدت کاهش می‌دهد

• داده های زمان واقعی دو جهته: کدهای موقعیت، رانش، جریان و خطا که به کنترل کننده منتقل می شود

• سازگار با کنترل کننده های حرکت اصلی، حالت های پشتیبانی موقعیت، سرعت و نیرو

هنگامی که بر روی پلتفرم‌های حرکتی 6-DOF اعمال می‌شود، شش سیلندر برقی سروو به‌طور محکم از طریق EtherCAT هماهنگ می‌شوند. تغییر نگرش، شبیه‌سازی آشفتگی و حرکات رفت و برگشتی با فرکانس بالا به آرامی با تکرارپذیری بالا اجرا می‌شوند. این راه حل همچنین برای نیمکت های تست دوام و تجهیزات شبیه سازی ارتعاش مناسب است.

سه دام کلیدی برای اجرای پروژه

1. محرک هایی با درایو EtherCAT بومی انتخاب کنید برخی از محصولات برای تحقق EtherCAT به ماژول های تبدیل خارجی متکی هستند. ماژول های تبدیل تاخیر و بی ثباتی اضافی را معرفی می کنند. برای پروژه‌های چند محوره با دقت بالا، سیلندرهای سروو را با پشتیبانی EtherCAT CoE بومی در سطح کنترل‌کننده انتخاب کنید.

2. پارامترهای کنترل کننده و گذرگاه مطابقت سخت افزار به تنهایی نمی تواند عملکرد همگام سازی بالا را تضمین کند. کنترل کننده حرکت شما باید از EtherCAT CoE پشتیبانی کند. تنظیم صحیح ساعت توزیع شده DC و غیرفعال کردن پیام های پس زمینه غیر ضروری برای حفظ خطای همگام سازی در محدوده هدف مورد نیاز است. بسیاری از پروژه ها در این مرحله پیکربندی شکست می خورند.

3. استاندارد کردن کابل ها و نصب میدانی تداخل الکترومغناطیسی در سایت های صنعتی به پایداری اتوبوس آسیب می رساند. از کابل‌های اترنت صنعتی محافظ استفاده کنید، از دویدن در کنار کابل‌های پرقدرت خودداری کنید. تأثیر تأخیر را هنگام افزودن تکرارکننده‌ها برای طرح‌بندی زنجیره‌ای از راه دور ارزیابی کنید.

   

مرجع پروژه در دنیای واقعی

یکی از یکپارچه‌کننده‌های سیستم شبیه‌سازی یک پلتفرم 6-DOF با استفاده از سیلندرهای الکتریکی با کنترل پالس ساخت. این واحد تحت حرکت با سرعت بالا انحراف نگرش تولید می کرد و نیاز به تنظیم طولانی در محل داشت. پس از تغییر به محلول سیلندر برقی سروو EtherCAT بومی:

• خطای همگام سازی چند محوره در 90 میکرو ثانیه کنترل می شود

• حجم کاری سیم کشی میدانی 60 درصد کاهش یافت

• کل دوره راه اندازی از 14 روز به 4 روز کاهش یافت

• نظارت بر بار هر محور در زمان واقعی هشدار اضافه بار اولیه را امکان پذیر می کند

نتیجه گیری

رانش، ضربه و سرعت از مشخصات قابل مشاهده سیلندرهای برقی سروو هستند. قابلیت ارتباط اتوبوس یک عامل نامرئی اما تعیین کننده است. برای پلتفرم‌های 6-DOF و دستگاه‌های آزمایشی چند محوره که نیاز به همگام‌سازی بالا دارند، محرک‌های سروو EtherCAT بومی چرخه‌های لرزش، همگام‌سازی و راه‌اندازی طولانی را از لایه ارتباطی حل می‌کنند و هزینه عملیات و نگهداری طولانی‌مدت را کاهش می‌دهند.