研華科技2017年11月—研華科技協(xié)助紡織設備制造商以電子凸輪取代機械凸輪，并提供同時(shí)支持CANbus與EtherCAT的PAC控制平臺。將需連續定速定位控制的設備產(chǎn)能從每分75米大幅提高到120米，搶占彈性制造與客制化商機。

項目需求

已有近百年自主開(kāi)發(fā)經(jīng)驗的青島紡織機械股份有限公司，專(zhuān)門(mén)設計、制造與銷(xiāo)售紡織機械專(zhuān)用設備及相關(guān)配件，多次被評選為中國紡織機械行業(yè)的技術(shù)創(chuàng )新企業(yè)與最佳設備供貨商。

該公司生產(chǎn)的高速倍捻機采用控制器加變頻馬達，使用的是傳統機械凸輪。但是具有只能做單一款筒紗的局限性，為了讓倍捻機可以生產(chǎn)不同規格的紗線(xiàn)，也為了讓單一筒紗在不同加工階段可以調整運動(dòng)曲線(xiàn)，該公司需要導入電子凸輪取代原有的機械凸輪。

新的解決方案必須同時(shí)提供軟件與硬件產(chǎn)品，包含可彈性設定凸輪每段位置速度、加速度，可實(shí)現定位、定速、定加速度，并提供多種演曲線(xiàn)算法的電子凸輪，以及可同時(shí)支持200個(gè)CANbus通訊，并以C#語(yǔ)言與既有人機接口（HMI）整合的控制平臺。

此外，由于新的高速倍捻機不僅鎖定中國市場(chǎng)，海外其他國家與地區也是其主力戰場(chǎng)，因此，解決方案供貨商需能提供在地化的售后服務(wù)、技術(shù)支持，以便能迅速地解決相關(guān)問(wèn)題。

系統概述

青島紡織機械的高速倍捻機得以同時(shí)生產(chǎn)200個(gè)筒紗主要靠APAX-5580運動(dòng)控制平臺控制兩軸EtherCAT伺服馬達做凸輪軌跡，再透過(guò)APAX通訊模塊的CANbus通訊能力，讓高速倍捻機可同時(shí)控制200個(gè)微型馬達。而利用APAX-5580運動(dòng)控制平臺整合I/O的特性，也讓高速倍捻機的運轉、啟停、耗電量、警報等生產(chǎn)狀態(tài)得以獲得監控。

導入研華解決方案后的高速倍捻機產(chǎn)能可從原本的每分鐘75米提高至每分鐘120米，不僅能以電子凸輪進(jìn)行捻紗作業(yè)，更從變頻馬達升級為響應速度更快的伺服馬達控制，因此能更精準、快速地執行運動(dòng)控制，確保紗線(xiàn)均勻分布于筒紗。

研華電子凸輪解決方案以自動(dòng)化控制軟件CODESYS與嵌入式雙核處理器運動(dòng)控制平臺APAX-5580為主，不同于標準CODESYS方案，研華電子凸輪解決方案支持彈性設定凸輪關(guān)鍵點(diǎn)的位置、速度與加速度，也提供多種凸輪曲線(xiàn)算法于每段曲線(xiàn)中。值得一提的是，使用者還能從研華CODESYS的豐富功能庫中直接拖拉出所需功能，讓規劃電子凸輪的運動(dòng)軌跡更為簡(jiǎn)便。

APAX-5580是兼具工業(yè)計算機與PLC功能的可編程自動(dòng)控制平臺，采用模塊化設計，最多可擴充至768個(gè)輸入與輸出，同時(shí)支持EtherCAT、CANbus等現場(chǎng)總線(xiàn)通訊協(xié)議。電子凸輪功能主要靠分核技術(shù)實(shí)現。APAX-5580其中一核獨立并優(yōu)化為最快可達50μs的CODESYS實(shí)時(shí)內核，讓使用者可利用其所提供的電子凸輪功能塊（function block）對凸輪的運動(dòng)與控制進(jìn)行編程。此外，這款x86架構的硬件平臺基于WES7（Windows Embedded Standard 7）OS而支持C#語(yǔ)言，能夠無(wú)縫地整合此項目原有的人機接口，節省青島紡織機械的開(kāi)發(fā)時(shí)間。

此外，研華提供了專(zhuān)業(yè)的技術(shù)培訓，引導用戶(hù)對系統快速上手，在線(xiàn)影音咨詢(xún)服務(wù)也提供最實(shí)時(shí)的技術(shù)支持，而遍及全球的服務(wù)據點(diǎn)更能就近為客戶(hù)提供本地化的服務(wù)。

產(chǎn)品特點(diǎn)

系統架構圖

系統架構圖

項目總結

隨著(zhù)市場(chǎng)對紗線(xiàn)多樣化與生產(chǎn)速度的要求越來(lái)越高，過(guò)去因加工簡(jiǎn)單、成本低廉而被廣泛采用的機械凸輪已無(wú)法滿(mǎn)足彈性生產(chǎn)、客制化的市場(chǎng)需求，最新方法即是以電子凸輪來(lái)執行捻紗加工。研華以APAX-5580運動(dòng)控制平臺搭配CODESYS實(shí)時(shí)內核的電子凸輪解決方案不僅具備可自定義關(guān)鍵位置、速度、加速度的電子凸輪，更提供多種凸輪曲線(xiàn)算法及豐富的CODESYS功能庫，為電子凸輪系統省下大量開(kāi)發(fā)時(shí)間。此外，同時(shí)支持EtherCAT與CANbus兩種實(shí)時(shí)控制及C#高級程序語(yǔ)言的絕佳彈性也讓青島紡織機械更容易地為其高速倍捻機進(jìn)行技術(shù)升級。

通過(guò)兩個(gè)月的連續運轉測試也證明了這套系統具有良好的穩定性，再加上研華全球化的服務(wù)據點(diǎn)與本地化的專(zhuān)業(yè)服務(wù)亦能讓設備制造商安心的將這臺采電子凸輪技術(shù)的高速倍捻機銷(xiāo)往世界各地。

面對日漸邁向客制化與多樣化的消費市場(chǎng)，傳統產(chǎn)業(yè)也需不斷提升，才能靈活地以彈性生產(chǎn)因應快速變動(dòng)的客戶(hù)需求。研華APAX-5580運動(dòng)控制平臺搭載CODESYS實(shí)時(shí)內核的電子凸輪解決方案除了本項目中用于紡織業(yè)的高速倍捻機，也可協(xié)助模切機、飛剪機、包裝機等需要連續定速定位轉動(dòng)的機臺取得更高的生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量，讓傳統機臺升級為智慧設備，為企業(yè)創(chuàng )造更大價(jià)值，提高產(chǎn)業(yè)革新動(dòng)能。

關(guān)于研華 –研華科技創(chuàng )立于1983年，是先進(jìn)、可信賴(lài)的創(chuàng )新型嵌入式、自動(dòng)化產(chǎn)品解決方案提供商，提供包括完整的系統集成、硬件、軟件、以客戶(hù)為中心的設計服務(wù)和全球物流支持等。研華同時(shí)也是Intel嵌入式與通訊聯(lián)盟 (Embedded & Communications Alliance) Premier Member，通過(guò)與解決方案伙伴的密切合作，為各種工業(yè)應用提供完整的解決方案。研華擁有6000多名專(zhuān)職員工，在20個(gè)國家、91個(gè)主要城市之間形成了一個(gè)廣泛的技術(shù)支持和營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò )，因此可以為全球客戶(hù)提供快速的上市服務(wù)。