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貝加萊 POWERLINK實現靈活實時的機械手控制

時間：2014-05-09 10:33:08來源：貝加萊工業自動化（上海）有限公司

導語：?作為典型現場總線技術的繼任者，POWERLINK可以提供基于成熟以太網全球標準的卓越性能和實時能力。POWERLINK的開源性在管理開發時間并確保最終質量方面發揮了關鍵的作用。

SEPRO公司多年來一直希望提高其機械手的運動控制水平，他們面臨的一個極富挑戰性的目標是，如何在性能和精度之間尋找最佳平衡。另一個針對SEPRO的VISUAL2數控系統的目標是，如何為任意尺寸大小和有效載荷的機械手提供最佳控制。“然而，最有前途的運動控制解決方案需要實現極快的長距離通信，從而允許設備被安置在機器上的最佳位置。”SEPRO公司負責電子和軟件設計的研發經理Francis Columeau回憶道。

為了繼續提高其機械手控制的質量，SEPRO知道這需要一個擁有更好帶寬的總線方案，可以處理更多數量的節點。該總線系統還必須包含同步幀、異步幀以及額外的安全幀。

主站和從站擁有相同的開源POWERLINK協議棧

隨著基于POWERLINK的新系統架構的開發，SEPRO克服了這些限制，實現了最苛刻的算法，為VISUAL2擴展了CNC系統和眾多實時設備之間的實時管理邊界，構成了SEPRO數控系統的核心。

“對我而言，最大的好處是能夠將從站模塊放置在機械手上的任意位置，而不必擔心布線，”Columeau說道。“這使我們能夠自由地創建新的架構，將嵌入式運動驅動器、控制器、I/O模塊等放置在最佳位置，同時保持其靈活性，并允許在相同的平臺上對它們進行處理。”

SEPRO還利用了POWERLINK能夠在一個總線上結合同步、安全和異步過程的能力，不僅降低了總成本，而且還簡化了整個方案。“除了擁有卓越的性能之外，POWERLINK的一個最大優勢是，它能在同一介質中結合各類信息，”Columeau解釋道。POWERLINK獨立于硬件平臺意味著，用戶不依賴于任何特定組件。“POWERLINK的開源性在管理開發時間并確保最終質量方面發揮了關鍵的作用，”Columeau補充道。無論是主站還是從站都可以免費使用開源代碼，這使SEPRO能夠自由開發最佳的解決方案，使POWERLINK主站和從站擁有相同的協議棧。

確保高性能和簡易性（圖片顯示的是VISUAL3）。

SEPRO在轉換總線的過程中面臨的主要挑戰是，如何將Linux環境下開發的開源代碼移植到SEPRO使用的QNX Neutrino實時操作系統中去。“POWERLINK完全兼容POSIX接口，這使我們非常輕松地實現了POWERLINK主站，”Columeau回憶道，“軟件棧的優良架構對于輕松移植到任何硬件和操作系統而言相當完美。”

五軸注塑機械手。

自然發展

SEPRO已經開始在其CNC平臺上使用POWERLINK實現管理節點，接下來會替換新開發產品中所有現有的CAN總線系統，從而使新系統架構完全基于POWERLINK。

新方案的一個關鍵性標準是可以兼容SEPRO現有的CANopen協議。為了提供這種兼容性，POWERLINK允許公司繼續使用他們現有的C A N o p e n庫。“對我們而言，該特點令轉換變得相當簡單，”Columeau說道，“由于EPSG提供有效的支持以及使用FPGA實現控制節點方面的培訓，因此我們幾乎沒有任何時間損失。”SEPRO在2012年加入了EPSG（Ethernet POWERLINK標準化組織），其驅動器供應商INFRANOR也同樣加入了EPSG，他們根據SEPRO的規范開發了一個全新的驅動架構，規范明確規定將POWERLINK作為通信總線。

據Columeau所言，使用POWERLINK是SEPRO的一項戰略性舉措，尤其是VISUAL2平臺發展中的重要一步：“我們通過POWERLINK已經取得了一個接近理想的局面：一個經濟、靈活、快速且開放的通信總線。”

在未來，SEPRO計劃通過升級安全方案完成其向開源通信技術的轉變。用先進的、集成openSAFETY的方案代替硬接線繼電器將使SEPRO從提高生產率，加快調試以及簡化維護中獲益，同時也減小了他們機器的占地面積。