如何优化工业电机通信，第1部分，数据类型

运动交流见解

• 与以太网专家Michael Bowne (PI北美执行董事)一起回顾电机通信类型;EtherCAT技术集团北美代表Bob Trask;以及Paul Brooks, ODVA分布式运动和时间同步，SIG成员。
• 查看关于优化电机驱动通信的存档网络广播控制工程2023年8月4日之前。RCEP专业发展时间可用。

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EtherCAT技术集团、ODVA和PI北美公司的电机驱动通信的元素是相似的，而其他的则不同，正如关于电机驱动通信的四部分网络广播的第一部分所解释的那样。本文涵盖了使用三种工业以太网协议通信协议(EtherCAT、Ethernet /IP和Profinet)进行电机驱动通信的信息交换类型。

PI北美执行董事Michael Bowne;EtherCAT技术集团北美代表Bob Trask;和保罗·布鲁克斯，ODVA分布式运动和时间同步，SIG成员，解释工程师如何优化工业电机通信，以及工程师如何在安全的同时提高他们的操作。为清晰起见，本文经过了编辑。

控制工程内容经理马克·霍斯克主持了这次网络直播，如何优化工业电机通信,。2022年8月4日的课程将以网络广播的形式存档一年，旨在回答以下关于优化工业电机通信的问题。工业电机和驱动器使用什么通信协议，需要通信什么?电机和驱动器报告和接收哪些信息?鉴于网络安全风险，随着智能制造工业4.0和工业物联网计划的实施，电机和驱动器通信是变得更容易还是更困难?

本课程的学习目标是了解与电机和驱动器通信的信息类型及其原因，确定工业电机和驱动器使用的通信协议及其原因，研究电机驱动通信如何促进智能制造，回顾电机和驱动器的网络安全最佳实践，并查看电机驱动通信的示例。

工业电机通信专家

本课程的主讲人是迈克尔·鲍恩、鲍勃·特拉斯克和保罗·布鲁克斯。

鲍恩是PI北美自2015年以来，他一直持有这一财产。他还在全球范围内担任Profibus和Profinet International的副主席。Michael于2011年加入PI北美，担任技术营销总监。在此之前，他曾担任Fraba Inc.(旋转和位置传感器制造商)的产品经理。他拥有宾夕法尼亚州立大学物理学学士学位。

Bob Trask, PE，是董事和北美代表EtherCAT技术集团．特拉斯克在倍福工作了20年，担任工程师、软件产品经理和系统架构师。他拥有北卡罗来纳州立大学电气工程学士学位，在自动化、运动控制和通信系统方面有30年的经验。Trask是一名注册专业工程师。

保罗·布鲁克斯是ODVA，分布式运动和时间同步特别兴趣小组，ODVA欧洲前主席。自2001年以来，他在ODVA的营销和技术社区担任多个领导职务。同时担任OPC基金会、高级物理层联盟和美国IEC SC65C技术咨询委员会的领导职务。长期受雇于罗克韦尔自动化公司。他在比利时布鲁塞尔工作了20多年，在CTO组织内领导一个技术战略小组。他是英国工程技术学院的特许工程师，并持有the University of Leads的电气工程学士学位。

我是马克·霍斯克控制工程自1994年以来一直从事自动化控制和仪器仪表方面的工作。我有新闻学学士学位。我从1982年开始写作和编辑。这些组织的网站链接在上面。我鼓励您在每一种设备上寻找可用的电机驱动通信和其他工业网络资源。

工业电机和驱动器之间的通信是什么?

信息的第一部分涵盖了与电机和驱动器通信和通信的信息以及原因。

查斯克:鲍勃我的一个朋友是爱荷华州立大学的机械工程师，她说:“鲍勃，我有个问题。”

“我在开会，”她说，“我们正在计划下一代系统。”它有相当数量的电机，机器人同步运动，和其他运动应用程序。当谈到通信时，有人脱口而出:“我刚刚用了以太网。”这就是一切都解决的地方。我知道这还不够回答，但我不能解释为什么遗漏了这么多。我解释说，她说“仅仅使用以太网”是远远不够的，这是完全正确的，因为以太网确实描述了传输东西的物理方式。在以太网通信之上有各种各样的东西。今天讨论的很大一部分是位于以太网之上的机制。

电机选型标准，分布式或集中式，循环同步调速

首先，也是最重要的，我必须能够设置驱动器。我需要选择电机类型，编码器，以及什么样的负载，电流，功率，最大转速，参考转速等关系。下一个层次是使用什么模式。我在使用位置模式吗?我是通过位置控制的吗?我做的是基于速度的运动，还是基于力矩的运动，还是基于电流的运动?我们需要做出决定。

我是走向集中式运动控制还是分布式运动控制?我的意思是，分布式更重要。我将给你提供一个配置文件，我将把它留给你的马达来处理这个配置文件。集中式运动控制假设你有足够好的通信，把一切都带回中央控制器。在我看来，有了集中的运动控制，许多关于运动的复杂性都消失了。我看到一个叫做循环同步速度的概念有了更多的应用，它实际上是一个CANopen术语。

的中央情报局DS402用于驱动器和运动控制的设备配置文件是EtherCAT使用的协议。CiA DS402通过每个周期提供更平滑的定位。您可以选择其他值来循环监视。

汽车驾驶的安全性是非常重要的，也越来越受到人们的关注。集成安全是数据的最大消费者，现在它正与驱动器更广泛地集成在一起。预测性维护信息的交流正在增加，您试图在问题出现之前预测问题。

电机和驱动器通信:分析，工厂优化，供应商信息

保罗·布鲁克斯:运动控制的基础是控制器和驱动器之间实时交换过程数据，包括速度模式、位置模式、命令位置、命令速度、命令转矩、反馈位置、速度转矩和状态等信息。

安全是绝对至关重要的。马达和驱动的组合是实际移动物体的装置。我们必须确保工人的安全至上。这不仅仅是关于停止电机，而是关于以一种安全的方式，以安全的速度，安全的扭矩等操作电机和运动系统。配置和诊断是关键。我们也看到对驱动器和电机分析信息的需求不断增长。

这并不是直接关于驱动器和电机的信息，而是关于它们对负载的影响。操作人员可以利用这些分析后的信息，通常通过人工智能和机器学习(AI/ML)来改进、短期实时控制和系统的长期流程优化。

这包括识别驱动-电机对的恶化状况以及附着在它们上的机械负载的恶化状况。所以，我认为，分析是数据流动中最大的增长。

时间同步是关键的网络服务之一，它允许协调运动控制，以确保驱动器和电机对时间和时间有共同的理解。

驱动器和电机的另一组非常重要的数据是特定于供应商或特定于协议的信息。

选择一家供应商的驱动器技术而不是另一家的原因并不是他们所做的事情完全相同。在竞争激烈的世界中选择驱动器的原因是它们的功能不同。我们不应该低估通过这一环节的特定供应商信息的重要性和价值，因为这是由创新驱动的;这就是最终赋予任何制造商比其他制造商获得竞争优势的能力。

I/O数据块有助于ODVA通信的互操作性

ODVA运动有两种独立的操作模式。我们有一个非常简单的I/O数据块，标准化以提供供应商之间的互操作性，以及一个简化的接口，在该接口中，通常从驱动器传输velocity命令。

一个更高能力的运动接口之间的控制器和驱动器称为可用CIP运动．这个应用程序概要文件提供了一种能力，如果您愿意的话，我们认为最好的分布式模型和最好的集中式模型之间的合作视图。

在所有这些通信交换中，安全变得绝对重要。所有制造的东西都是由马达驱动的。世界经济是由汽车驱动的。我们看到，确保驱动器和控制器之间的交互越来越重要。

还看到:

第二部分:如何优化工业电机通信，策略

第三部分:如何优化工业电机通信、智能制造

第四部分:如何优化工业电机通信，网络安全

编辑克里斯Vavra， CFE媒体与技术网络编辑，cvavra@cfemedia.com,马克·霍斯克，内容经理，控制工程，mhoske@cfemedia.com．

关键字

电机驱动通信，EtherCAT, Profinet, EtherNet/IP

在线

//www.globalelove.com/webcasts/how-to-optimize-industrial-motor-communications/

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