工業(yè)自動化領域趨勢

　　工業(yè)電機：FPGA關注的領域
　　Xilinx公司亞太區(qū)新興業(yè)務拓展經(jīng)理黃文杰指出，為獲得優(yōu)化的電機效率，電機控制電子設備要讀取電機的電流、電壓數(shù)據(jù)，并進行一系列的數(shù)學運算和校正。結果輸出為轉(zhuǎn)換器的指令。這些都需要在電機的反饋讀取過期之前及時地完成。環(huán)路時間越短，電機響應就越快，同時電流波紋就越小，電機耗散的能量也越少——而這，是更精確、更高效的電機驅(qū)動系統(tǒng)所帶來的?！　?/p>

           

　　工業(yè)自動化的挑戰(zhàn)
　　Altera亞太區(qū)工業(yè)業(yè)務部市場開發(fā)經(jīng)理江允貴介紹道，工業(yè)自動化的趨勢首先是提高性能，包括開發(fā)更好的算法，支持變化的標準，比如變化中的工業(yè)以太網(wǎng)(西門子Profinet和傳統(tǒng)低速的RS485，RS232等)。另外一些比較復雜的運算使得電機不會發(fā)燙，效率更高，所以包括全球的學術單位也在研究新的數(shù)學算法，來增強電機的性能，提升效率。

　　其次，突出優(yōu)勢，降低成本，并尋求差異化。工業(yè)電機主要是定制化的。因為電機終端的應用，有車床、銑床、機器人、汽車生產(chǎn)線，或是筆記本電腦生產(chǎn)線等，每一條生產(chǎn)線都不一樣，所以電機公司的產(chǎn)品必須要定制化、差異化，同時要降低成本，最理想的是用單芯片來支持不同的定制化產(chǎn)品。

　　再有，符合功能安全要求。在中國已經(jīng)強制執(zhí)行了一些標準，例如電梯業(yè)，今年7月1日以后國內(nèi)出產(chǎn)的電梯必須有功能安全的認證執(zhí)照，才能賣到市場上[1]。所以功能安全要符合新標準——IEC61508，這部分的主旨是保護人為操作過失而造成的意外;另外使生產(chǎn)線更流暢，能提高生產(chǎn)率，使機器不會損壞，可靠度提高。

　　節(jié)能+更小的電機+更長的使用壽命=工廠效益
　　如果專注在伺服驅(qū)動或者電機控制，第一要求是降低能耗。工業(yè)領域64%的電能消耗來自電機驅(qū)動設備。驅(qū)動能夠節(jié)省40%的能耗。換句話說，很多能源在中間的傳輸過程中或者是在運算過程中被浪費掉，其實效能并不高。如何提高效能?比如電機的轉(zhuǎn)速，如果轉(zhuǎn)得快，電機會發(fā)燙，所以我們現(xiàn)在的科技還無法讓電機轉(zhuǎn)得很快而不發(fā)燙。所以我們就要發(fā)展一些新的材料，新的算法讓電機的效率提高。

　　第二，電機的成本非常高，如何降低它的成本?可以改善它的材料和大小。

　　第三是怎樣延長壽命?？梢酝ㄟ^電機智能管理來實現(xiàn)(圖2)。

　　集成化
　　如圖3所示，左上方有PLC/電機控制器，是屬于主站，接著有一個平臺，經(jīng)由工業(yè)以太網(wǎng)控制到最下面虛線框起來的多軸驅(qū)動系統(tǒng)，之所以是多軸的，因為整個生產(chǎn)平臺上面，帶動的電機不只一個。它是多個動作的：清洗，翻轉(zhuǎn)，固定，切割，打包等。

　　這種多軸控制有一定的相關性，一些軸跟另一些軸必須要搭配，有一些軸是相對獨立的，通過工業(yè)以太網(wǎng)來實時控制?！　?/p>

　　左側表格綜合了上述的說明，從PLC下控制命令，傳達到電機系統(tǒng)，然后多軸的電機系統(tǒng)，來控制不同電機系統(tǒng)的動作、命令，但是要達到實時性，通過工業(yè)以太網(wǎng)這種實時性的以太網(wǎng)來執(zhí)行這個命令。另外要考慮到功能安全，就是怎樣去避免機器的故障，機器的損壞，還有人員操作的意外。