1、前言

在伺服驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域，HIPERFACEDSL可能是當今最先進的數(shù)字化反饋系統(tǒng)標準協(xié)議。因為它不但為所有市場參與者電機生產(chǎn)商、機械制造商和終端客戶提供了技術(shù)與經(jīng)濟優(yōu)勢，而且為配套供應(yīng)商開辟出新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。此外，該數(shù)字接口還滿足在工業(yè)4.0環(huán)境下對機器進行預防性維修的所有前提。市場標準乃大勢所趨，如今很多人會問，為什么曾經(jīng)用兩根電纜來連接電機與驅(qū)動器。

為接口市場樹立標準是SICK的傳統(tǒng)。早在1985年，當時仍以MaxStegmannGmbH為商號經(jīng)營的業(yè)務(wù)部門便憑借獲得專利的同步串行接口SSI，開發(fā)出在整個控制技術(shù)領(lǐng)域通行的通信接口。如今，這家來自Donaueschingen的企業(yè)憑借通用型接口HIPERFACE樹立了新標準。特殊之處：所有應(yīng)用在轉(zhuǎn)速控制器上僅需一個接口；轉(zhuǎn)速控制器與反饋系統(tǒng)之間使用一種信號線足夠。該異步半雙工接口自1996年上市起就在市場上確立了地位，如今也依然為驅(qū)動器生產(chǎn)商所使用。多年來，眾多電機生產(chǎn)商都表達了將兩根電纜整合以省去兩個連接插頭中的一個的愿望。憑借HIPERFACEDSL（簡稱HDSL），SICK于2011年成功落實了這一想法。

2、電機生產(chǎn)商與機械制造商的雙贏局面

從此純數(shù)字接口便發(fā)展成市場標準——因為有關(guān)各方都能從HIPERFACEDSL獲益。憑借全數(shù)字化接口HIPERFACEDSL，電機生產(chǎn)商主要得益于在電機和驅(qū)動器上只需要一根電纜和一個連接插頭——組件與布線工作因此得以減少，進而產(chǎn)生顯著的成本優(yōu)勢。對于機械制造商還有一個優(yōu)勢：機械裝配中的布線工作幾乎減少了一半，因為取消了以前所需的編碼器電纜套件及其敷設(shè)。此外，拖鏈在機器中占用的空間減?。弘娎|拖鏈明顯變小。開關(guān)柜內(nèi)的電纜壓蓋和電纜所需空間也更少，并由此節(jié)省了成本。

3、配套市場是成功的標志

從一開始以及在HIPERFACEDSL成功故事的進一步延伸中，眾多配套供應(yīng)商已正確認識到這項新技術(shù)的意義。為應(yīng)對單電纜技術(shù)的迅速普及，領(lǐng)先的伺服電機電纜生產(chǎn)商早就推行了專門用于該數(shù)字接口標準的混合式伺服線。不久，微處理器與ASIC（專用集成電路）、FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）以及伺服控制器的生產(chǎn)商就緊隨其后，將數(shù)字協(xié)議集成到它們的產(chǎn)品之中。實現(xiàn)起來非常簡單，因為整個邏輯都記錄在一個模塊中。同樣分別提供適用于簡單實現(xiàn)的IPCore。此外，基于數(shù)字化邏輯模塊可以快速落實應(yīng)客戶要求產(chǎn)生的新功能，從而不斷改進系統(tǒng)優(yōu)勢。

4、狀態(tài)監(jiān)測——不僅在智能工廠

終端用戶也大力推進數(shù)字單電纜技術(shù)：HIPERFACEDSL在機器通常為期數(shù)年的整個使用壽命期間，為終端用戶開啟連續(xù)狀態(tài)監(jiān)測的可能——借此挖掘巨大的經(jīng)濟效率潛力。

在工業(yè)4.0的聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)世界中，通過HIPERFACEDSL的電機反饋對永久狀態(tài)監(jiān)控起決定性作用，因為數(shù)字數(shù)據(jù)和數(shù)字協(xié)議是能夠深入機器之中一直向下到電機軸進行“觀察”的前提。在此期間會看到有趣的內(nèi)容，因為可以采集多樣化的電機數(shù)據(jù)——主要包括工作小時、電機溫度、消耗電流、轉(zhuǎn)速、速度以及它們的相應(yīng)變化。通過驅(qū)動器可以直方圖的形式輕松讀取一切。在連續(xù)狀態(tài)監(jiān)測——即永久狀態(tài)監(jiān)控——的范疇內(nèi)，這些信息可用于推導有關(guān)狀態(tài)和驅(qū)動器與機器狀態(tài)預期發(fā)展的結(jié)論并借此實現(xiàn)預防性維修。對用戶而言，由此首先產(chǎn)生兩大好處。第一個是保護機器，即通過快速反應(yīng)的安全系統(tǒng)（如應(yīng)急關(guān)斷）避免高昂的間接損失。第二個好處是優(yōu)化機器效率，盡可能達到最高的生產(chǎn)可用性和生產(chǎn)能力。在這種情況下，不必提前檢查和更換機器的關(guān)鍵元件，而可以在整個使用壽命期間對其完全充分利用。另外，狀態(tài)監(jiān)測允許規(guī)劃必要的檢修工作——并在適當時間點執(zhí)行。

5、前提：電機反饋“HDSLready”

從整體來看，電機生產(chǎn)商和機械制造商致力于適合狀態(tài)監(jiān)測的電機反饋系統(tǒng)有一系列技術(shù)、運營和經(jīng)濟原因。在SICKStegmann，它們可以從豐富的產(chǎn)品供應(yīng)中適當挑選具有“HDSLready”特點的編碼器解決方案。SICKStegmann的電機反饋系統(tǒng)為“HDSLready”并提供——除了耐熱性、高分辨率、電子銘牌、多圈功能、強抗沖擊性和緊湊型結(jié)構(gòu)——高效狀態(tài)監(jiān)測所需的一切前提。內(nèi)置金屬碼盤的EFS/EFM50產(chǎn)品系列瞄準注重高穩(wěn)健性和高達23位分辨率的高端應(yīng)用。同樣運用光學技術(shù)工作的EKS/EKM36電機反饋系統(tǒng)面向具有中等要求的應(yīng)用，在此緊湊結(jié)構(gòu)與卓越精度的最佳平衡至關(guān)重要。新增產(chǎn)品系列EES/EEM37憑借其電容原理和無軸承編碼器系統(tǒng)，提供杰出的抗溫度、抗沖擊與抗振動性——而且是眾多低端應(yīng)用富有經(jīng)濟效益的替代品。所有產(chǎn)品系列均包括通過IEC61508SIL2認證的版本。因此，原則上SICK的電機反饋系統(tǒng)也能用于安全應(yīng)用。

6、對“數(shù)字化”維護與維修解決方案的需求不斷增長

專家發(fā)現(xiàn)，正是工業(yè)4.0主題使有關(guān)各方對面向未來的智能驅(qū)動解決方案日益敏感。同時，智能工廠的聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)世界還將進一步推動對維護與維修解決方案的需求。來自SICKStegmann具有HIPERFACEDSL功能的編碼器提供為連續(xù)狀態(tài)監(jiān)測和預防性維修準備數(shù)據(jù)的所有選項。標準得到確立——但傳奇之路和成功故事仍未結(jié)束。

圖1新增產(chǎn)品系列EES/EEM37憑借其電容原理和無軸承編碼器系統(tǒng)，提供杰出的抗溫度、抗沖擊與抗振動性。

圖2同樣運用光學技術(shù)工作的EKS/EKM36電機反饋系統(tǒng)

圖3內(nèi)置金屬碼盤的EFS/EFM50產(chǎn)品系列瞄準高端應(yīng)用

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