EtherCAT 进步了检测系统的自动化程度_1.docx

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1、EtherCAT进步了检测系统的自动化程度VogelsangBenning是一家专业消费全自动和/或者半自开工业产品下线检测设备的公司。自1983年成立以来，该公司已经为诸多工业应用、传动技术和机械工程的施行提供了专门的检测系统。针对他们为转向助力器电机最新研发的装配和检测线，VogelsangBenning选用了Beckhoff基于PC和EtherCAT的自动化解决方案。完好的装配线测量与试验技术传统的汽车液压助力转向系统正逐渐被电动助力转向系统所取代。一套完好的伺服装置SU由一台永久励磁同步电机和电子控制单元ECU组成，电机在出厂前必须进展综合检测。整套装配和检测线由一个螺钉紧固模块、闪存

2、程序下载模块和一个集成了搬运模块的气密性与性能检测模块。电子控制单元和电机通过螺钉模块拧在一起，应用软件闪存程序下载模块下载到的电子控制单元ECU中。然后进展气密性检测和性能与噪声检测。由于转向系统是关系到汽车行驶平安的重要零部件，因此，必须十分留意数据的备份与存档，所有的检测参数、设定值和测量数据必须都是可追溯的。必须保证每个检测试件标识的唯一性，并将其相关数据存储在一个独立的中央文件效劳器中。检测系统的自动化改造要求通过不同的接口将来自不同制造商的组件集成在一起：检测模块负载组有一个PROFIBUS接口。检测试件的控制装置通过FlexRay总线系统激活，而FlexRay网关那么通过Ethe

3、rnet激活。诸如扫描仪、闪光器或者气密性检测仪等其它设备那么通过串口与主控计算机通讯。EtherCAT用作上位总线系统除了EtherCAT具有高性能和经过值的准确分布式时基同步的特点之外，选择它作为根本总线系统的另外一个主要原因是前面所提到的接口可用作本地分布式EtherCAT设备。此外，最终用户的一个重要要求是：在设备数目增加时可以通过扩展总线的方式添加新的模块。通过分布式配置上述接口见图1，可以在仅增加少量布线和安装本钱的前提下知足这一要求。过去所采用的多通道接口卡需要敷设数米长的串行电缆，而如今，所需的电缆长度被大大缩短，进而也极大限度地降低了干扰敏感度。图1：灵敏的拓扑构造，种类繁多

4、的总线接口装配和检测流程详情在第一阶段，电机和控制单元通过螺钉拧在一起，联接主轴和螺丝刀通过PROFIBUS控制。带串口的扫描仪检测试件的DMC代码，以便进展必要的材料跟踪和数据库存档。在下一阶段，固件通过闪存模块也是串行加载到电子控制单元ECU中，而搬运系统PROFIBUS那么将被转移到下一个模块。材料跟踪通过串行扫描仪实现。该阶段使用了一个EtherCAT交换机端子模块，通过一个可选的FlexRay网关直接设置ECU。之后，与网关的连接在EtherCAT系统的非循环通讯插槽内作为纯TCP/IP通讯建立。检测模块检测转向助力器电机的以下主要特性：|螺纹紧固件互相之间的严密度|各种转矩负载检测

5、和速度检测|不同运行条件下的噪声检测|所有参数和完好的ECU功能检验使用标准的EtherCAT端子模块记录测量值试件通过FlexRay总线设定一个默认的转矩，即使是在有负荷变频器控制负载测试机的情况下也要保持较高的测量精度。在恒定的速度下以每秒1000个测量值的采样速率不断地对转矩进展测量，并利用快速傅里叶变换FFT分析转矩偏向。为了确保分析的可靠性，必须在绝对时间和/或者角度同步期间记录测量数据转矩。以前，记录该测量值需要昂贵的专用仪器，但如今，该经过可以通过具有分布式时钟功能的标准EtherCAT端子模块计数器端子模块和模拟量输入实现。分布式时钟可以使测量同步，并可以准确到纳秒，进而为快速

6、傅里叶变换提供必要的测量数据时间相关性。转矩偏向然后在频率-振幅频谱中以图形方式显示。测试结果和DMC代码一起保存在数据库中。带有分布式时钟的EtherCAT系统的性能详见图2，具体记录了两个EtherCAT同步的边沿变化。两个装置的别离通过300个Ether-CAT节点和长度为120m的电缆实现。同步控制边沿变化的同时性约为15纳秒ns，抖动为20ns。ADS可以在几毫秒时间内传输所有的测量数据记录首先对测量值和校准值进展分析和可视化，再通过由VogelsangBenning用C+编程语言开发和施行的METIS软件进展测试，然后存档测试结果。TwinCAT控制器的接口是ADS，是一个方便的路

7、由器接口，用于实现数据传输、控制和诊断。与以前PLC中的数据模块处理不同，它具有良好的集成性能和方便的命令接口如用于切换运行方式，可以更轻松、更高效地实现通讯。所有的测量数据记录都由PLC在几毫秒的时间内传输给METIS软件。ADS嵌入在TCP/IP协议中，便于远程维护，METIS软件的必要设置被减至最低。图2：通过分布式时钟实现纳米秒级精度和同步；长期记录两个设备的信息一项具有开拓性意义的解决方案 “我希望我们可以让更多的客户安装我们采用了Beckhoff技术的检测系统。上述检测线的工程经理和程序员RobertBiletic先生如此讲道。“与过去采用的方案相比，这个方案给我们带来了实实在在的

8、好处。首先，采用上述分布式现场总线接口EtherCAT设备可以实现灵敏的拓扑构造和设备选择。另外，由于采用高级语言构造化文本，ST和实例概念提升了软件模块的复用性，PLC编程变得更加高效和经济。TwinCAT系统治理器和内置实时示波器软件具有很强的诊断功能。集成的在线可视化软件可以更加快速、轻松地找出并修正布线错误，甚至是在没有PLC程序，只有系统治理器的情况下。示波器软件有助于调整和优化各种控制器。EtherCAT是一种非常有效的现场总线系统，让我们可以将标准的I/O端子模块用作高精度测量值的记录层。这不仅节约了本钱，而且所有测量操纵都可以通过软件完成。该技术已为我们所专有，只需简单调整，即可方便地应用到其它检测设备中。0