伺服反饋編碼器的狀態監控功能

廣州市西克傳感器有限公司 榮海

全新的數字伺服反饋技術HIPERFACE DSL?(Digital Servo Link) 為電機驅動廠商和設備制造商在開發和集成伺服系統方面創造了諸多優勢：在幫助降低對成本和空間的需求的同時，還有效提升投資和設備的安全性，甚至設備的操作者也可以從中獲益。

為了順應工業市場發展的需求，作為行業領導者的德國SICK集團，在2011年推出了全數字的伺服反饋通訊協議——HIPERFACE DSL?協議。這使得伺服反饋的通訊減少到兩芯，從伺服驅動器到伺服電機之間的連接只需一條電纜。與之前的（數字/模擬）混合接口相比，HIPERFACE DSL?接口，完全實現了數字化，可以幫助徹底改善伺服驅動系統的性能，提供全新的功能。

利用創新的抗干擾HIPERFACE DSL?協議，未來所有的伺服反饋通訊都可由兩芯電纜線實現。不僅如此，這兩芯電纜線還可以被整合到電機的動力電纜線中，同時保證絕對穩定、可靠。HIPERFACE DSL?協議的物理層符合目前的RS485協議標準，傳輸速率達9.375 MBd。數據的傳輸與驅動周期同步，最短為11.95μs，并且驅動器件和反饋系統之間的電纜最長可達100 米。所有這些優勢意味著：更少的電纜成本；更小的空間需求和更卓越的系統性能。

對于伺服驅動廠商而言，將不再需要通過復雜的模數轉換電路獲取編碼器位置數據或者額外的傳感器輸入。對于機械制造商而言，全數字化的伺服反饋系統則幫助減少了一半的電纜連接和布線成本。電機、控制器和系統制造商也將從中受益，因為伺服反饋系統的循環周期可以自動與驅動器的循環周期同步，尤其適合于高動態性能的伺服驅動系統。HIPERFACE DSL?協議還支持電子銘牌的功能，可用于驅動器對電機的自動配置，如電機的參數、物料號和序列號等。尤其是在維護或者更換電機時，幫助驅動器自動識別電機的參數。不僅如此，HIPERFACE DSL?協議的設計還符合SIL3 (IEC 61508) 和 PL e (EN ISO 13849-1)的安全標準。通過履行安全功能和機械指令以及相關標準的規范，安全的保障不僅僅是對于電機、控制器和系統制造商，更是對于機器的日常使用者。然而對最終用戶而言，安全方面僅僅是全數字伺服反饋協議提供的眾多優勢之一。

全面的節省才是硬道理

采用全數字的HIPERFACE DSL?協議，將不再需要單獨的編碼器電纜。這樣一來，驅動系統的電纜的成本立刻減少了一半，特別是保留下來的電纜連接與普通伺服電機的動力電纜結構非常近似。電機側也不再需要單獨的編碼器插座，借助單電纜伺服解決方案，可以幫助電機制造商節省大量生產成本和裝配成本。這意味著，通過使用HIPERFACE DSL?協議的產品，如單圈伺服反饋編碼器EKS36，或者多圈伺服反饋編碼器EKM36，整個伺服驅動系統的成本將大大減少。

更加精巧的驅動系統、更加緊湊的機械設計

不需要的東西當然不占地方。減少電纜的結果是電纜導軌和電纜拖鏈的體積也可以得到大幅縮減。所有這些對空間要求的縮減可以有效的幫助機械設備制造商改善整體設備機械的設計。HIPERFACE DSL?協議完全符合機械設備日趨緊湊的設計潮流，為最終機械設備的使用者節省大量空間。

超值的診斷數據唾手可得

對于機械設備的使用者而言，數字化的伺服反饋協議不僅有助于減少前期的設備采購投資，還可以幫助在整個設備生命周期內產生經濟效益。通過伺服反饋編碼器可以記錄一系列的電機數據，作為HIPERFACE DSL?狀態監控功能的一部分，這些數據可以用作電機的診斷和維護目的。而這些狀態監控不僅僅只能在設備旁邊實現，機器使用者也可以通過因特網或者局域網遠程連接到設備的電機上。遠程診斷功能使得預防性診斷變得非常簡單易行。在生產工程中，EKS36/EKM36伺服反饋編碼器用于檢測和記錄多種的電機運行數據，例如功耗、圈數、速度、溫度等。這些參數有助于分析驅動和設備的現狀及發展的預期。

通過狀態監控優化設備性能

通過不間斷的狀態監控，設備的使用者可以達到兩個重要目標。首先是保護機器設備，可以通過急停等快速響應防止次生故障的發生。這是因為，在大多數情況下，在機械設備發生故障的情況下繼續運行而帶來的損失，遠比最初故障本身要嚴重的多，并且快速診斷傳感器數據還可以幫助迅速判斷故障和分析原因。狀態監控第二個目標是改善機器的效率，以達到最優化的產能。為了根據運行狀態維護和優化機械設備，連續的狀態監控是必須，這也有助于節省運行費用。因為設備的關鍵部件不必要在它們的生命周期還沒結束前被更換掉。

與此同時，驅動器的狀態信息也可以作為生產計劃和例行維護的基本參考。此外，連續的狀態監控還可以用于跟蹤優化每個機器的特定參數。緩慢的、長期變化將被記錄下來，突發的、短期變化也將保存下來，例如，加工過程中的模具斷裂監控等。最后，連續的狀態監控的特點是高持續性的，對過程和設備的監控可以最大程度上保護機器及其周圍的人和環境，與此同時，還能夠提高設備的使用壽命。

純數字協議：小接口大收益

采用HIPERFACE DSL?伺服反饋技術的狀態監控功能，可以提高驅動系統的可用性，避免因為過早維護而產生的材料和人員的浪費，或者因過晚維護而導致的設備損壞。鑒于這一系列的技術和經濟原因，未來的機械設備和驅動系統的設計者應當立即熟悉這一先進的伺服反饋技術刻不容緩。如果您有興趣通過不間斷的狀態監控來提升安全性能和效率，那么配備HIPERFACE DSL?協議的驅動系統將是您的首選。