倍福驅動技術支持完整解決方案——倍福總裁 Hans Beckhoff專訪
——— 集成EtherCAT 和TwinSAFE 技術的AX5000 伺服驅動器
2006/6/7 9:49:00
在德國SPS/IPC/DRIVES 展覽會上,Beckhoff 公司總裁Hans Beckhoff 先生接受<< 開放式自動化>>雜志主編Ronald Heinze 訪問時表示,論及技術發展趨勢、新品研發和發展亮點等方面,Beckhoff 的快速研發能力堪稱經久不衰。

“每十年增長十倍”
― Beckhoff 能否實現預期目標?
談及公司發展目標,Beckhoff 公司總裁Hans Beckhoff 先生表示:“坦率地說,‘每十年增長十倍’顯然是一個雄心勃勃的目標。不過,2005 年,我們的全球增長率接近16 %。 之前,2003 年和2004 年全球增長率分別為29 %和31 %。總體來看,我們的銷售額在過去三年里整整翻了一番。”并且,Beckhoff在過去20 年內一直保持著這樣高的平均增長率。因此,Hans Beckhoff對實現這一目標信心十足:“回顧過去的業績,我們可以對未來充滿信心。可以預見,未來仍將保持這樣的增長率。當然,我們也現實地認識到,隨著公司的壯大,增長率有時會相對降低。然而,只要增長保持‘正常’水平,仍將反映積極的發展趨勢。
為了獲得既定的發展目標,Beckhoff 公司小斷擴展海外業務,以實現長遠發展。Hans Beckhoff 期待,今后幾年內,Beckhoff 海內外的銷售比率將實現一個較人的轉變。他說:“現在約有60 %的銷售額來白于德國國內,40 %來白國外2010 年時,我們希望這個比率將會倒過來。”為實現這一目標,Beckhoff公司正小斷擴人全球銷售網絡,并在具有戰略意義的國家地區設立分支機構。
EtherCAT ― 未來的增長點
與此同時,EtherCAT也保持著強勁的增長率。EtherCAT 技術組織(簡稱ETG)已經吸引了超過230 個成員加盟。Hans Beckhoff 扼要地指出其成功點:" EtherCAT 規范己被列入IEC 標準,也己經被批準為ISO 標準。同時,IEC 將EtherCAT 作為CANopen 和IEC-61491 馭動的通訊協議列入標準。”此外,己有超過100 家制造商采用該項技術。“單是Beckhoff一家公司,便己銷售了100 多個主從節點,其中三分之一是主站模塊。”
SPS/IPC / DRIVES 展會上展出了新的產品和技術,其中包括帶冗余和安全功能的EtherCAT產品。司以推測,安全通訊也是EtherCAT通訊技術發展戰略中小叫或缺的一部分這就意味著,Beckhoff的新發明TwinSAFE 技術將很快納入EtherCAT 產品系列中。
不過,汽車行業企業表示將繼續采用PRORNET,因為他們認為,PRORNET RT(PRORNET IO)的實時能力、柔性的PROFINET(線型、星型… … )網絡結構,以及通過PROFINET 使用Ethernet TCP / IP 可實現自由通訊這些方面更能滿足他們的要求。Hans Beckhoff對此泰然處之。他分析道:“歐洲、美國、日本的汽車廠商都有著傳統的品牌標準。然而,我們分析汽車廠商作出的任何聲明時,都要充分考慮到其所處的背景環境。AIDA 一經表態,四家主要的汽車廠商就立即宣布將采用PROFINET IO 來裝備車身生產廠的網絡系統,并聲稱該系統能夠帶來經濟和技術利益。不過,就我們所知,這一溫和的口頭聲明不可能應用到汽車工業的其他方面。”Hans Beckhoff 舉例提及機械加工、壓力機和機器人技術控制等應用場合,并指出:“這些領域需要采用比PROFINET IO 更高性能的技術,需要超越傳統性能層面的技術,而這必將成為EtherCAT迅速得以接受和應用的領域。”
EtherCAT是高技術的結晶一一多種可選的網絡拓撲結構為系統網絡提供更多益處。hans Beckhoff 說:“實際連線時,EtherCAT可支持線形、星形、樹形、環形等拓撲結構。并且,熱插拔技術有助于更加靈活地調整動態系統結構。EtherCAt還具有一項杰出性能― 與實時操作并行,這樣,EtherCAt對于TCP / IP 等通用的lT 通訊協議而言,是完全透明開放的。
集成的EtherCAT ASIC 芯片,緊湊型I/O 模塊
帶有FPGA 芯片的EtherCAT 從站控制器于2004 年11 月上市,并廣泛應用于EtherCAT 現場設備中。Hans Beckhoff 強調,從市場和技術的角度來著,基于FPGA 的解決力案具有相當強的競爭優勢畢竟,FPGA 的硬件成本要比許多競爭對手的ASIC 芯片更低。Hans Beckhoff 介紹說:" 2005 年8 月末,Beckhoff為模塊化設備優化研制出首款ASIC 變體芯片,這堪稱EtherCAT技術發展的分水嶺。現如今,已有一家ASIC 供應商向用戶提供該款產品。”據悉,開發商們非常迫切得到分布式時鐘等兒項亮點技術。“該款芯片擬于2006 年2 月底上市。下一版本也將在隨后的第四周內卜市。” 這兩款芯片均比FPGA 更為小巧,并且,輸入電流也更小。此外,由Hilscher 公司提供的具有EtherCAT 功能的netX 芯片處理器也即將問市。
聚焦安全端子
作為自動化產品站式系統的提供商,必須能滿足機械設備廠商對于安全功能的要求。Beckhoff 公司對此胸有成竹,Hans Beckhoff 說:“安全技術已經是TwinCAT 系統的必要組成部分。中小型應用方而,可以通過TwinCAT系統管理器(TwincAT system Manager )進行參數配置,并載入KL6904 邏輯端了中。大型應用方面,我們正在開發安全型PLC ,這也將能通過IEC 61131-3 進行自由編程。”

如果Beckhoff 的安全產品戰略得以實現,那么機械設備將剛采用統一的自動化系統,而無需獨立的安全控制器,這定將為客戶帶來顯著效益。Hans Beckhoff指出:“通過全方位的集成,設備的安裝、調試和維護都更為簡單明了。”而且更重要的是,所有與安全相關的信號都能通過標準控制系統獲取。總之,這一切均將“顯著改善診斷勝能,并進一步提高系統可靠性”。
不言而喻,EtherCAT 亦能完成安全通訊。Hans Beckhoff 講解道:“即便沒有EtherCAT安全數據安全層的輔助,TwinSAFEI協議也能在安全設備間完成安全通訊。該系統符合安全集成等級3 ( EN 61508 SIL3 )的要求。TwinSAFE 協議設計為中性的總線防議,因此可以支持ROFIBUS 或CANopen 等其他的總線系統。數據長度和傳送速率可以變化。兩種安全設備之間的通訊連接被歸類為‘EtherCAT安全連接’,包括發送和應答兩部分,發送或應答是否位于EtherCAT主站或從站中并不影響實際效果。”這就意味著,任何EtherCAT設備(主站或從站)都可與其他EtherCAT設備建立一個或多個EtherCAT安全連接

驅動:簡單易用是基本原則
運動控制是Beckhoff控制技術的核心部分。自1986 年以來,Beckhoff就開始提供基于PC 的NC 控制軟件。Hans Beckhoff 說:“我們的系統一貫具有高度的開放性,因此可以控制相當廣泛的外圍設備和驅動設備。” Beckhoff可以提供基于所有通用通訊系統的運動控制方案,并可容納控制許多競爭對手的驅動產品。“雖然新品AXS000 將顯著加強我們的驅動產品線,但是,未來我們還將繼續堅持開放性原則,兼容其它產品。”
談及AX5000 , Hans Beckhoff 介紹說:“帶有智能連接系統的AX5000 驅動新品完全由Beckhoff內部開發研制,具有高度性價比。”AX5000 能夠驅動多種類型的電機,包括同步伺服、異步伺服和線性伺服電機等。“當然,AX5000 也支持EtherCAT 通訊,并可實現分布式或中央控制架構的配置。”該驅動的功率范圍在250W~10 kw 之間,未來將進一步擴展其功率范圍。“我們的驅動新技術有助于推動基于PC 的自動化控制技術。開發研制驅動技術過程中,我們一直堅持Beckhoff產品的基本原則:簡單易用。用戶只需幾分鐘便可掌握這些驅動產品的調試方法。”Hans Beckhoff 預計,該款產品將有力促進公司未來發展
Beckhoff 也提供高集成驅動技術:在外部低壓(< 48 VDC )、供電輸出功率小于250W 的范圍內,可以通過伺服和步進電機I / O 端子的方式來實現驅動控制。這樣高度集成、簡單實用的驅動技術將加快在設備架構中采用電子伺服馭動技術這一趨勢的發展。
安全技術是Beckhoff 自動化技術的一個必要組成部分,因而AXS000 驅動產品中也集成了安全功能。AXS000 配有可選的安全模塊,提供諸如安全停止、安全重起鎖、安全減速和安全絕對位置等安全功能。Hans Beckhoff介紹說:“未來,我們還將實現安全減少扭矩和安全制動控制等功能。只有當控制器、I/O 和驅動各個層面共同形成安全、集成的自動化控制系統,并通過諸如EtherCAT安全協議等‘中性’總線安全協議進行系統通訊時,才有可能實現巨大的價值飛越。”
新一代的計算機
SPS / IPC / DRIVES 展會上,Beckhoff 公司還展出丁新一代的工業PC :Hans Beckhoff介紹說:“新的嵌入式面板PC 系列高度集成,是理想的控制平臺。控制面板后部有著高集成度的主板,性價比非常高。這些工業PC尤其為EtherCAT技術優化設計,將會展現EtherCA 下自動化系統的強大優勢。”
新品工業PC 將提供兩種等級以供選擇:1 ) Pentium M , Windows XP操作系統或嵌入式操作系統;2 )基于ARM 的系統,支持純粹的Windows CE 應用。同一外殼型號中,也可使用純粹的監控版本。鋁框架結構已經經過實踐檢驗和測試,有多種外殼設計,可以根據不同的應用場合直接選擇適合的操作面板,顯示屏尺從6.5 英寸到20 英寸不等。


― Beckhoff 能否實現預期目標?
談及公司發展目標,Beckhoff 公司總裁Hans Beckhoff 先生表示:“坦率地說,‘每十年增長十倍’顯然是一個雄心勃勃的目標。不過,2005 年,我們的全球增長率接近16 %。 之前,2003 年和2004 年全球增長率分別為29 %和31 %。總體來看,我們的銷售額在過去三年里整整翻了一番。”并且,Beckhoff在過去20 年內一直保持著這樣高的平均增長率。因此,Hans Beckhoff對實現這一目標信心十足:“回顧過去的業績,我們可以對未來充滿信心。可以預見,未來仍將保持這樣的增長率。當然,我們也現實地認識到,隨著公司的壯大,增長率有時會相對降低。然而,只要增長保持‘正常’水平,仍將反映積極的發展趨勢。
為了獲得既定的發展目標,Beckhoff 公司小斷擴展海外業務,以實現長遠發展。Hans Beckhoff 期待,今后幾年內,Beckhoff 海內外的銷售比率將實現一個較人的轉變。他說:“現在約有60 %的銷售額來白于德國國內,40 %來白國外2010 年時,我們希望這個比率將會倒過來。”為實現這一目標,Beckhoff公司正小斷擴人全球銷售網絡,并在具有戰略意義的國家地區設立分支機構。
EtherCAT ― 未來的增長點
與此同時,EtherCAT也保持著強勁的增長率。EtherCAT 技術組織(簡稱ETG)已經吸引了超過230 個成員加盟。Hans Beckhoff 扼要地指出其成功點:" EtherCAT 規范己被列入IEC 標準,也己經被批準為ISO 標準。同時,IEC 將EtherCAT 作為CANopen 和IEC-61491 馭動的通訊協議列入標準。”此外,己有超過100 家制造商采用該項技術。“單是Beckhoff一家公司,便己銷售了100 多個主從節點,其中三分之一是主站模塊。”
SPS/IPC / DRIVES 展會上展出了新的產品和技術,其中包括帶冗余和安全功能的EtherCAT產品。司以推測,安全通訊也是EtherCAT通訊技術發展戰略中小叫或缺的一部分這就意味著,Beckhoff的新發明TwinSAFE 技術將很快納入EtherCAT 產品系列中。
不過,汽車行業企業表示將繼續采用PRORNET,因為他們認為,PRORNET RT(PRORNET IO)的實時能力、柔性的PROFINET(線型、星型… … )網絡結構,以及通過PROFINET 使用Ethernet TCP / IP 可實現自由通訊這些方面更能滿足他們的要求。Hans Beckhoff對此泰然處之。他分析道:“歐洲、美國、日本的汽車廠商都有著傳統的品牌標準。然而,我們分析汽車廠商作出的任何聲明時,都要充分考慮到其所處的背景環境。AIDA 一經表態,四家主要的汽車廠商就立即宣布將采用PROFINET IO 來裝備車身生產廠的網絡系統,并聲稱該系統能夠帶來經濟和技術利益。不過,就我們所知,這一溫和的口頭聲明不可能應用到汽車工業的其他方面。”Hans Beckhoff 舉例提及機械加工、壓力機和機器人技術控制等應用場合,并指出:“這些領域需要采用比PROFINET IO 更高性能的技術,需要超越傳統性能層面的技術,而這必將成為EtherCAT迅速得以接受和應用的領域。”
EtherCAT是高技術的結晶一一多種可選的網絡拓撲結構為系統網絡提供更多益處。hans Beckhoff 說:“實際連線時,EtherCAT可支持線形、星形、樹形、環形等拓撲結構。并且,熱插拔技術有助于更加靈活地調整動態系統結構。EtherCAt還具有一項杰出性能― 與實時操作并行,這樣,EtherCAt對于TCP / IP 等通用的lT 通訊協議而言,是完全透明開放的。
集成的EtherCAT ASIC 芯片,緊湊型I/O 模塊
帶有FPGA 芯片的EtherCAT 從站控制器于2004 年11 月上市,并廣泛應用于EtherCAT 現場設備中。Hans Beckhoff 強調,從市場和技術的角度來著,基于FPGA 的解決力案具有相當強的競爭優勢畢竟,FPGA 的硬件成本要比許多競爭對手的ASIC 芯片更低。Hans Beckhoff 介紹說:" 2005 年8 月末,Beckhoff為模塊化設備優化研制出首款ASIC 變體芯片,這堪稱EtherCAT技術發展的分水嶺。現如今,已有一家ASIC 供應商向用戶提供該款產品。”據悉,開發商們非常迫切得到分布式時鐘等兒項亮點技術。“該款芯片擬于2006 年2 月底上市。下一版本也將在隨后的第四周內卜市。” 這兩款芯片均比FPGA 更為小巧,并且,輸入電流也更小。此外,由Hilscher 公司提供的具有EtherCAT 功能的netX 芯片處理器也即將問市。
聚焦安全端子
作為自動化產品站式系統的提供商,必須能滿足機械設備廠商對于安全功能的要求。Beckhoff 公司對此胸有成竹,Hans Beckhoff 說:“安全技術已經是TwinCAT 系統的必要組成部分。中小型應用方而,可以通過TwinCAT系統管理器(TwincAT system Manager )進行參數配置,并載入KL6904 邏輯端了中。大型應用方面,我們正在開發安全型PLC ,這也將能通過IEC 61131-3 進行自由編程。”

如果Beckhoff 的安全產品戰略得以實現,那么機械設備將剛采用統一的自動化系統,而無需獨立的安全控制器,這定將為客戶帶來顯著效益。Hans Beckhoff指出:“通過全方位的集成,設備的安裝、調試和維護都更為簡單明了。”而且更重要的是,所有與安全相關的信號都能通過標準控制系統獲取。總之,這一切均將“顯著改善診斷勝能,并進一步提高系統可靠性”。
不言而喻,EtherCAT 亦能完成安全通訊。Hans Beckhoff 講解道:“即便沒有EtherCAT安全數據安全層的輔助,TwinSAFEI協議也能在安全設備間完成安全通訊。該系統符合安全集成等級3 ( EN 61508 SIL3 )的要求。TwinSAFE 協議設計為中性的總線防議,因此可以支持ROFIBUS 或CANopen 等其他的總線系統。數據長度和傳送速率可以變化。兩種安全設備之間的通訊連接被歸類為‘EtherCAT安全連接’,包括發送和應答兩部分,發送或應答是否位于EtherCAT主站或從站中并不影響實際效果。”這就意味著,任何EtherCAT設備(主站或從站)都可與其他EtherCAT設備建立一個或多個EtherCAT安全連接

驅動:簡單易用是基本原則
運動控制是Beckhoff控制技術的核心部分。自1986 年以來,Beckhoff就開始提供基于PC 的NC 控制軟件。Hans Beckhoff 說:“我們的系統一貫具有高度的開放性,因此可以控制相當廣泛的外圍設備和驅動設備。” Beckhoff可以提供基于所有通用通訊系統的運動控制方案,并可容納控制許多競爭對手的驅動產品。“雖然新品AXS000 將顯著加強我們的驅動產品線,但是,未來我們還將繼續堅持開放性原則,兼容其它產品。”
談及AX5000 , Hans Beckhoff 介紹說:“帶有智能連接系統的AX5000 驅動新品完全由Beckhoff內部開發研制,具有高度性價比。”AX5000 能夠驅動多種類型的電機,包括同步伺服、異步伺服和線性伺服電機等。“當然,AX5000 也支持EtherCAT 通訊,并可實現分布式或中央控制架構的配置。”該驅動的功率范圍在250W~10 kw 之間,未來將進一步擴展其功率范圍。“我們的驅動新技術有助于推動基于PC 的自動化控制技術。開發研制驅動技術過程中,我們一直堅持Beckhoff產品的基本原則:簡單易用。用戶只需幾分鐘便可掌握這些驅動產品的調試方法。”Hans Beckhoff 預計,該款產品將有力促進公司未來發展
Beckhoff 也提供高集成驅動技術:在外部低壓(< 48 VDC )、供電輸出功率小于250W 的范圍內,可以通過伺服和步進電機I / O 端子的方式來實現驅動控制。這樣高度集成、簡單實用的驅動技術將加快在設備架構中采用電子伺服馭動技術這一趨勢的發展。
安全技術是Beckhoff 自動化技術的一個必要組成部分,因而AXS000 驅動產品中也集成了安全功能。AXS000 配有可選的安全模塊,提供諸如安全停止、安全重起鎖、安全減速和安全絕對位置等安全功能。Hans Beckhoff介紹說:“未來,我們還將實現安全減少扭矩和安全制動控制等功能。只有當控制器、I/O 和驅動各個層面共同形成安全、集成的自動化控制系統,并通過諸如EtherCAT安全協議等‘中性’總線安全協議進行系統通訊時,才有可能實現巨大的價值飛越。”
新一代的計算機
SPS / IPC / DRIVES 展會上,Beckhoff 公司還展出丁新一代的工業PC :Hans Beckhoff介紹說:“新的嵌入式面板PC 系列高度集成,是理想的控制平臺。控制面板后部有著高集成度的主板,性價比非常高。這些工業PC尤其為EtherCAT技術優化設計,將會展現EtherCA 下自動化系統的強大優勢。”
新品工業PC 將提供兩種等級以供選擇:1 ) Pentium M , Windows XP操作系統或嵌入式操作系統;2 )基于ARM 的系統,支持純粹的Windows CE 應用。同一外殼型號中,也可使用純粹的監控版本。鋁框架結構已經經過實踐檢驗和測試,有多種外殼設計,可以根據不同的應用場合直接選擇適合的操作面板,顯示屏尺從6.5 英寸到20 英寸不等。


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