工业以太网EtherCAT统领大型压机（应用案例）.pdf

在当今工业自动化领域，工业以太网技术正在逐步取代传统的现场总线技术，成为新的工业通讯标准。其中，EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）是一种高性能的工业以太网通讯解决方案，尤其适合于高速、分布式、精确的控制任务。在给定的文件内容中，我们可以提炼出关于EtherCAT应用于大型压机控制系统的技术知识点。 文件中提到了Schuler公司旗下的Schuler Profiline冲压机采用了EtherCAT作为其控制系统的一部分。在过去的控制系统中，Schuler Hydrap使用了传统的PLC（如Simatic S7）和专用硬件通过Profibus来控制液压系统。Profibus是一种较为常见的工业现场总线技术，然而，Schuler公司希望摆脱这种封闭且复杂的系统，寻找一种更开放、更易于集成的解决方案。他们提出了将液压控制集成到软PLC中的构想，目的是将控制技术以软件形式提供，这样可以在不依赖特定硬件平台的情况下实现控制，并具备未来直接修改控制器的能力。 Schuler公司在选择新的控制系统时，选择了Beckhoff的TwinCAT自动化软件作为首选系统。TwinCAT软件支持基于IEC标准的编程，能够将PLC、液压、驱动任务集成到一个平台上，实现了更高的处理能力和产品质量。 然而，总线系统成为了实现新控制方案的瓶颈。在传统的技术中，通讯系统的速度限制导致了液压控制系统无法达到预期的快速响应和高吞吐量。这个问题在采用PC技术之后得到了部分缓解，因为PC处理器的性能足以达到所需的循环周期。但若继续使用Profibus作为通讯介质，TwinCAT系统的潜能无法得到充分发挥。这时候，引入了EtherCAT技术，显著提升了通讯效率，释放了TwinCAT系统的全部能力。 EtherCAT技术的主要优势在于其极高的通讯速度和低延时特性。它允许每个节点设备直接与相邻的下一个节点设备交换数据，几乎不产生任何延迟，大大减小了通讯往返时间。这样，整个系统的循环周期可以缩短到1到2毫秒，远超传统系统。正是基于这些优点，Schuler决定将EtherCAT集成到其Profiline压机的控制方案中，作为示范项目实施。最终，EtherCAT的成功应用提高了Schuler集团所有机型的快速驱动和液压控制性能，同时也降低了成本。 总结来看，工业以太网EtherCAT技术在大型压机控制系统中的应用，具有以下几个关键技术点： 1. 工业以太网的替代传统现场总线技术，提高系统的开放性和集成性。 2. 采用软PLC技术，实现控制技术的软件化和标准化。 3. 以基于IEC标准的TwinCAT自动化软件作为控制系统核心，提高控制的灵活性和可编程性。 4. 解决通讯速度瓶颈，通过引入EtherCAT，实现快速精确的通讯和控制响应。 5. 通过减少专用硬件依赖，降低系统成本，同时实现系统的快速开发和功能扩展。 通过这个案例，我们可以看到，随着工业以太网技术的成熟和应用，不仅提高了工业自动化的效率和性能，也为控制系统的设计和实施带来了更多的可能性。