本文摘要：研华以APAX-5580掌控平台配上CODESYS动态内核与EtherCAT模块与控制器马达打造出0.5毫秒扫瞄周期的铝管切断机，大幅度提高铝管切断机的剪裁速度与稳定性、保证加工质量。方案背景铝材轻巧、不易风扇、不易成型，经加工处置后可普遍运用在大楼的帷幕墙、住家的铝门窗板、汽车的散热器、3C产品的外壳等各行各业，而将铝材切割成特定形状与尺寸的切割机则是铝制品在生产过程中的适当工具，该设备的切割成速度与切割成精度是影响铝制品产量与质量的最重要关键。

研华以APAX-5580掌控平台配上CODESYS动态内核与EtherCAT模块与控制器马达打造出0.5毫秒扫瞄周期的铝管切断机，大幅度提高铝管切断机的剪裁速度与稳定性、保证加工质量。方案背景铝材轻巧、不易风扇、不易成型，经加工处置后可普遍运用在大楼的帷幕墙、住家的铝门窗板、汽车的散热器、3C产品的外壳等各行各业，而将铝材切割成特定形状与尺寸的切割机则是铝制品在生产过程中的适当工具，该设备的切割成速度与切割成精度是影响铝制品产量与质量的最重要关键。目前铝材切割机大多使用PLC来掌控各个机械部件以构建自动化切割成作业，但受限于典型的PLC之扫瞄周期多正处于毫秒等级，在性能严重不足的情况下，机器也更容易剪裁出有相符规格的瑕疵品；再行再加，用于梯形图编程的PLC缺少充足的灵活性度来处置简单的算法，使得设备制造商就算想要提高铝材切割机的性能都非常艰难。

研华以APAX-5580掌控平台配上CODESYS动态内核所获取的解决方案，可获取平稳的硬件掌控平台、高速扫瞄的动态内核、灵活性编程的研发环境、更容易原作、改版参数与确保的电子凸轮等特色，让设备制造商更容易地研发出有生产速度更加慢、剪裁精度更高、质量更加平稳的铝材切割机，从而能提高设备在市场上的竞争力。系统市场需求天津佰沃博思科技有限公司是一家享有专业自动化研发能力、并专门从事工控产品销售与技术服务的设备制造商。目前，该系统统合厂商正在为汽车的铝散热器研发可高速剪裁的铝管切断机，但正处于测试阶段的原型机却一直无法超过其预期的速度与精度，让该公司非常后遗症。

由于这款设备一开始规划的硬件规格是以PLC配上日系控制器马达来继续执行截断动作，该公司找到每当机器经过一段时间的运营后，就不会切割多达预设长度的铝管，而且PLC编程环境的局限性也让意欲优化设备功能的开发人员备感艰辛。以上种种原因让天津佰沃博思科技要求替换控制器马达之外，也企图找寻一套可以平稳切割成又更容易研发的软硬件解决方案。在软件方面，新的方案必需是合乎IEC61131-3标准以便能获取灵活性编程的研发环境；编程语言得同时反对梯形图(LadderDiagram，LD)与结构化文字(StructuredText，ST)让开发人员可以较慢设计出所须要功能；获取电子凸轮功能以已完成截断作业。

而硬件方面，获取可确保稳定性与实时性的掌控平台；可接管数字输出与数字输入讯号以掌控机台状态；反对EtherCAT通讯协议与获取脉冲切换模块以相连控制器马达；并获取工业级平板计算机作为设备与操作者之间的人机接口(HMI)。系统阐述研华统合CODESYS动态内核、APAX-5580掌控平台与、APAX-5000系列I/O模块、以及WOP-1070CK操作者面板的原始解决方案，能让设备制造商成功研发出有兼备速度与精度的铝管切断机。

除了以工业等级的WOP-1070CK作为设备的人机接口之外，加装了WES7(WindowsEmbeddedStandard7)操作系统与CODESYS动态内核的APAX-5580掌控平台能以研华独特的双核处理器优化机制让系统保留绝佳的稳定性与实时性。而利用反对EtherCAT通讯协议与第三方合作伙伴的脉冲切换模块，APAX-5580即能相连天津佰沃博思科技登录搭配的控制器马达。如此完备的软硬件统合方案让系统性能大幅度提高，扫瞄周期从原本的3～4毫秒变为了0.5毫秒，不仅减缓了响应速度，也提升铝管切断机的切割成质量和效率，突破设备升级的瓶颈。

研华的WES7操作系统与CODESYS动态内核都是经过优化的软件，利用检验出有操作系统中的适当功能，以及将双核处理器各自独立国家继续执行WES7与CODESYS等优化措施，让系统的继续执行速度再行减缓，因而获得更慢更加动态的扫瞄周期，让铝管切断机的切割成速度与精度实时提高。此外，CODESYS是合乎IEC61131-3标准、可为工业掌控获取最佳研发环境的软件。反对IL、ST、FBD、LD、CFC与SFC六种标准编程语言，让项目的开发人员可以运用已熟知的LD语言撰写之外，当必须简单的算法时则可转用ST语言来撰写，从而能尽快已完成设备研发。

而CODESYS获取的虚拟世界编码器功能与电子凸轮功能还构建了项目所需的高速切割成市场需求。APAX-5580是一台基于PC的PAC运动控制平台，兼备了传统PLC的功能以及工业计算机的出色性能与特色。其模块化架构的对外开放环境能让工程师很便利地减少及调整模块配备，借以设计出所须要的控制系统。

譬如这台铝管切断机就另加了APAX-504512信道数字输出与12信道数字输出模块，藉此可为系统搜集各种设备信息，让用户可以几乎掌控机台状态。最后再行配上可与工业设备无缝统合的WOP-1070CK，其以坚固耐用的特性获取了在苛刻环境下可简单操作者又能长时间运作的最佳人机接口。产品表格系统架构图结论工业自动化掌控是个注重速度与精度的应用领域，但设备制造商若要在恣意不受排挤的环境下研发产品，势将无法充分发挥机台的潜力。

此项目的系统统合厂商一开始因为受限于PLC的编程环境、实时性严重不足的控制系统、以及没供货商的实时技术反对，造成所研发的铝管切断机的质量与效率皆无法合格。所幸，享有非常丰富工控经验的研华以模块化的标准产品较慢配备出有APAX与CODESYS统合方案符合设备制造商必须平稳、动态、灵活性的系统。此机台原本只必须能达成协议1毫秒扫瞄周期的系统，而研华优化后的解决方案却只花上0.5毫秒就能已完成扫瞄，不仅将扫瞄周期再行提高了一倍之多，系统还同时保留绝佳的稳定性。

此外，研华坐落于中国的专业团队从产品测试、软件培训、到项目系统搭起都获取了动态的技术支持服务来保证项目能顺利进行，进而也让设备制造商能如期发售其近期研发的高速铝管切断机，未来更加可将完全相同架构读取其他机型，加快研发时间。

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