开放式架构为自动化设计增加了优势

制造商在设计新的自动化产品时应该考虑开放架构,以获得更大的灵活性、创新性和更强的竞争力。

通过迈克·沃尔夫和亚历克斯·哈维 2019年2月17日

基于开放体系结构系统的自动化产品设计有几个优点。从移动连接到工业物联网(IIoT)集成,汽车行业是自动化创新的前沿领域之一。汽车制造业是通过自动化来提高生产率的,因为作为一个行业,盈利能力与制造速度和机器可用性直接相关。

汽车工业对高速自动化的需求引发了可编程逻辑控制器(PLC)的发明——现代自动化应用的支柱。PLC本质上是一种集中的基于微处理器的设备,用于控制自动化过程。

对于制造商来说,保持开放的心态,超越传统的基于plc的系统,考虑分布式控制是很重要的。

传统的PLC系统扫描时间较长。在一台机器上控制多个轴可能会限制容量。分布式控制设计可以以更低的成本提供更高的生产率。当将智能移动到伺服驱动器等离散组件级别时,它可以提供更快的响应时间。

制造商在设计新的自动化产品时应该考虑开放架构。一些自动化供应商使用专有软件,这可能会限制购买组件的选择。实现开放式架构为机器制造商和原始设备制造商(oem)带来了巨大的好处,包括额外的灵活性,并允许制造商选择最适合其实现的组件。

在考虑采用何种技术以及是否为运动控制软件提供标准化编程语言和通信选项时,也可以利用这种开放方法。使用标准IEC 61131-3编程语言实现的软件被广泛接受意味着大多数工程师都能理解这些语言。这使得最终用户更容易管理和维护它。

自动化的重要性

美国公司需要自动化来保持相关性。这是一个非常成功的经济体的本质:美国出口商需要自动化,才能与其他地方的低成本生产商竞争。供应美国本土市场的公司需要自动化来与外国供应商竞争。所有公司都需要考虑如何在现有设施上提高产量。

制造业通过自动化提高生产率,而对于汽车行业来说,盈利能力与制造速度和机器可用性有关。

其他自动化市场

多年前,在英国的一个控制系统项目中,威尔士南部和英格兰北部的煤矿使用硬连线继电器系统实现了起重机自动化。在煤矿里,一个面板将500个控制继电器连接在一起。同样的设备应用于汽车行业,他们需要增加正常运行时间。微处理器的出现导致了PLC的出现。

提高生产率的需求推动了汽车行业采用新技术。基于非plc的分布式控制系统(dcs),其中每个变速/伺服驱动器都具有自己的处理能力,由于响应时间的提高,在汽车行业中越来越受欢迎。

另一个专注于自动化的市场是食品包装机械。美国是食品出口大国,自动化技术有助于美国食品生产商提高出口竞争力。

在橡胶和塑料生产中,目前油基原材料的成本较低。塑料制造商专注于提高能源效率。由于能源效率高,一些公司正在用永磁电机升级挤出机。

自动化的一个令人兴奋的领域是娱乐业。高端驱动器、电机和自动化技术打动的是人,而不是制造出来的产品,这是一个不同的挑战。

考虑新的设计

超越传统的基于plc的系统,考虑分布式控制。传统的PLC系统可能有很长的扫描时间,因此控制机器上的多个轴可能会限制容量。分布式架构可以以更低的成本提供更高的生产力。当将智能移动到驱动器时,它可以提供更快的响应时间。

而一些自动化供应商使用专有软件来增加客户从同一来源购买所有组件的可能性。开放供应商销售与其他制造商的产品兼容的组件,允许选择最适合应用程序需求的组件。

有意出口的美国机械制造商应考虑与运动相关的安全功能。欧盟拥有最严格的安全标准,美国机械制造商可能会发现,实施欧盟的安全标准对他们来说是有意义的,以避免重新设计出口产品。

节能自动化

设计良好的自动化系统也有很大的节能潜力。移动物品需要大量的能源,而设计良好的自动化系统有潜力提供可观的能源节约。

创新刺激需求

美国自动化公司在高端设计方面享有全球声誉,为美国设计和制造的机器创造了巨大的出口潜力。总部位于美国的原始设备制造商设计和开发了一些最具创新性的机器。

此外,自动化还能创造就业机会。对于美国经济来说,自动化是至关重要的。尽管自二战结束以来,人们一直担心自动化对美国就业的影响。然而,美国的失业率仍然很低,生活水平和生产率都很高。自动化提高了我们的生产力,从而创造了更多的财富。

灵活的自动化设计

设计开放式自动化系统提供了使用更广泛的协议和组件的灵活性。开放式伺服驱动器支持广泛的行业标准技术和协议,包括:

  • 使用IEC 61131-3的开放编程语言。
  • 开放现场总线和网络,包括EtherNet/IP、EtherCAT、Profinet和Profibus。
  • 以太网协议,包括用于IEEE 1588 V2时钟同步的PTP协议。

开放式方法为机器制造商和oem提供了显著的好处,包括:

  • 通过使用最新的行业技术、编程语言和通信协议,优化系统性能。
  • 通过坚持开放标准来确保未来的可靠性,以确保与最新技术(如不断发展的协议)的持续兼容性,并避免与专有产品相关的锁定风险。
  • 由于使用熟悉的工业编程语言和与标准组件的兼容性,系统开发速度最大化。
  • 开放自动化的灵活性提供了大量兼容的一流组件的选择。

通过广泛的行业知识和开放技术的使用,创新和人才招聘得到优化。

迈克•沃尔夫产品经理是动作控制吗亚历克斯·哈维你是美洲地区的市场总监Control Techniques,一个Nidec品牌.由内容经理马克·霍斯克编辑,控制工程、《媒体mhoske@cfemedia.com

关键词:分布式控制,伺服驱动,开放式编程

伺服驱动器可以更快地分布在多轴控制应用。

自动化增加创新和就业。

灵活的自动化设计使用编程和通信标准。

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作者简介:迈克·沃尔夫(Mike Wolfe)是运动控制产品经理,亚历克斯·哈维(Alex Harvey)是Nidec旗下品牌control Techniques的美洲市场总监