XFC_极速控制技术

XFC|eXtremeFastControlTechnology12020/5/23XFC|极速控制技术2020/5/23XFC|eXtremeFastControlTechnology2Beckhoff自动化新技术XFC|eXtremeFastControlTechnology32020/5/23XFC|全方位提升控制系统性能XFC|eXtremeFastControlTechnology42020/5/23XFC组件XFC|eXtremeFastControlTechnology52020/5/23EtherCAT|极速控制通讯技术优化的控制和通讯架构实现极高性能30µs内可处理1000个分布式数字量I/OEtherCAT通讯可直达I/O模块，无需子网支持优化了标准以太网控制器，如Intel®PC芯片架构基于分布时钟的高级实时特性：同步、时间戳、超采样XFC|eXtremeFastControlTechnology62020/5/23优化的控制和通讯架构实现极高性能所有信号类型的I/O产品线高速的数字量、模拟量I/O时间戳和超采样特性实现极高的定时分辨率(10ns)EtherCATI/O模块|极快的I/O技术XFC|eXtremeFastControlTechnology72020/5/23IPC|极速控制CPU优化的控制和通讯架构实现极高性能基于高性能实时主板的工业PC紧凑的结构优化了控制应用XFC|eXtremeFastControlTechnology82020/5/23TwinCAT|极速实时控制软件优化的控制和通讯架构实现极高性能Windows环境下扩展实时核，循环周期最小可达50µsXFC实时任务采用标准的IEC61131-3编程规范XFC兼容Windows和TwinCAT的标准特性XFC|eXtremeFastControlTechnology92020/5/23XFC技术分布时钟时间戳超采样极短的循环周期XFC|eXtremeFastControlTechnology102020/5/23快速响应|快速I/O模块1µsTON/TOFF信号最小响应时间时间输入:EL1202输出:EL2202XFC|eXtremeFastControlTechnology112020/5/23精准的时间同步|时间戳模块(1µs)信号精准的响应时间时间输入:EL1252输出:EL2252XFC|eXtremeFastControlTechnology122020/5/23超采样率=10100µs50µs总线周期采样DI10µsDOEL1262/EL2262/EL37xx/EL47xx快速信号扫描/脉冲输出|超采样模块XFC|eXtremeFastControlTechnology132020/5/23快速信号采样,记录模拟量值|超采样模块超采样–极速检测PLC周期PLC周期检测周期XFC|eXtremeFastControlTechnology142020/5/23分布时钟分布式绝对系统时间同步CPUI/O伺服驱动分辨率:10ns精度:100nsXFC|eXtremeFastControlTechnology152020/5/23XFC经实验验证!XFC|eXtremeFastControlTechnology162020/5/23系统性能循环周期:100µs(min.50µs)I/O响应时间:85µs(185µs)分布时钟分辨率:10ns精度:100ns信号超采样速率:1MHz分辨率:1µs精度:100ns时间戳分辨率:10ns精度:100nsXFC性能XFC|eXtremeFastControlTechnology172020/5/23I/O响应时间≤100µs输入信号转换输入通讯运算输出通讯输出信号转换I/O响应时间≤100µsXFC|eXtremeFastControlTechnology182020/5/23XFC与传统控制比较INOUT?011XFC|eXtremeFastControlTechnology192020/5/23XFC与传统控制比较OUTOUTXFCINXFCOUT?constantconstant1+T11+T21+T31+Tx1+Ty1+TzXFC|eXtremeFastControlTechnology202020/5/23XFC|极速控制技术XFC|eXtremeFastControlTechnology212020/5/23XFC应用案例印刷定位控制线性轨迹控制物流控制涂胶控制电子凸轮控制快速闭环控制XFC|eXtremeFastControlTechnology222020/5/23XFC应用案例:Husky注塑成型控制系统XFC|eXtremeFastControlTechnology232020/5/23Husky–简介全球注塑领域中的技术先驱3,000雇员工厂遍及北美、欧洲和亚洲遍布全球的公司分销网络营业额US$9.35亿(2006)US$8.60亿(2005)XFC|eXtremeFastControlTechnology242020/5/23注塑成型设备供应商2004XFC|eXtremeFastControlTechnology252020/5/23控制系统架构PROFIBUSDPPCICardIPCKLTerminalI/OTCPlugTemposonic611UScrewDriveCPLinkPanelEtherCATI/OforInjection(New)OneadditionalNICforTCP/IP(New)XFC|eXtremeFastControlTechnology262020/5/23Real-timeCPU负载XFC|eXtremeFastControlTechnology272020/5/23保压切换重复精度02004006008001000120014001600180020002200240000.020.040.060.080.10.120.140.160.180.2Time(s)Speed(mm/s)0102030405060708090100110120Position(mm)VelocityPVPositionPV@1000mm/s2ms250µsΔPosition2.00mm0.25mmΔVolume2.00%0.25%FilltoHoldTransitionSpeedatTransition=1000mm/sControlCycleTimeXFC|eXtremeFastControlTechnology282020/5/23压力切换控制1250150017502000225025003.43.453.53.553.63.653.7Time(s)Pressure(psi)PressureSP1250150017502000225025003.43.453.53.553.63.653.7Time(s)Pressure(psi)PressureSP2ms1250150017502000225025003.43.453.53.553.63.653.7Time(s)Pressure(psi)PressureSP2ms250祍PressureSP2ms250µsXFC|eXtremeFastControlTechnology292020/5/23注射保压控制XFC|eXtremeFastControlTechnology302020/5/23性能提升总结提高注射重复精度提升注射剖面控制减少塑料熔体降解提高塑料熔体均匀度减少能源损耗减少维护工作减少噪音产品重量波动范围≤0.3%每年节约成本:US$182,651XFC|eXtremeFastControlTechnology312020/5/23用户收益提高产品质量节省原材料，降低成本产品原来重量(g)22产品目标重量(g)20每年产品数量54,568,421每年节省原材料(kg)125,507每年节约成本US$182,651XFC|eXtremeFastControlTechnology322020/5/23XFC应用案例:印刷控制打印标记采用时间戳记录时间戳基于系统级的高精度分布时钟通过具有分布时钟的编码器模块，可准确识别印刷标记的精确位置无需硬件连线，如编码器输入锁存控制系统可获取所有相关信息XFC|eXtremeFastControlTechnology332020/5/23XFC应用案例:涂胶控制精确定位+精确点滴控制涂胶定时精度可达纳秒级过电压特性可安全快速的打开喷嘴可通过反向24VDC迅速关闭XFC|eXtremeFastControlTechnology342020/5/23XFC应用案例:线性轨迹控制传统方式:使用经过参数化的特殊硬件XFC方式:使用分布时钟和时间戳的I/O，EtherCAT和IPC灵活的软件替代固定功能的特殊硬件输入和输出可分布式安装系统级的开关时间重复精度1μsXFC|eXtremeFastControlTechnology352020/5/23XFC应用案例:物流控制物料搬运+分拣极短的响应时间和精准的开关点提升系统性能XFC:可缩小物料之间的距离提升吞吐量降低成本EtherCAT灵活的拓扑结构非常适合物流分布式控制系统支持总线冗余XFC|eXtremeFastControlTechnology362020/5/23XFC应用案例:电子凸轮使用Beckhoff标准组件实现每分钟2,000次冲压–分辨率：1°所有数据、参数、控制程序等均位于中央控制单元如此易于管理和存档伺服驱动器、位置编码器和启动器通过总线电缆相连通过分布时钟精准控制执行器XFC|eXtremeFastControlTechnology372020/5/23XFC总结XFC提供:极快的响应时间精准的事件响应高分辨率的信号XFC好处：提高精度节省原料无需特殊控制器XFC可提升企业的竞争力!XFC|eXtremeFastControlTechnology382020/5/23XFC|极速控制技术