IAS 2017 倍福新产品、新技术亮点

您是否知道：

倍福基于 PC 的控制技术推出了一系列新的防爆组件产品，自动化和过程技术的集成式解决方案如何将离散控制与过程控制两个不同的世界融合到一起？

倍福IPC家族中目前体积 “最小的” 一款工控机仅和手掌差不多大？

结构极其紧凑的 AX8000 多轴伺服系统能够大大节省控制柜安装空间，并能以极短的控制周期实现高精度的定位和加工工艺？

针对高端测量技术推出的EtherCAT 测量模块不仅具有超高精度，还坚固耐用？

基于XTS（倍福磁悬浮输送系统）的柔性生产系统如何实现灵活性 4.0？

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这一切的答案尽在2017IAS倍福家的展台（展位号6.1H E015），让倍福为您一一揭晓。

Beckhoff 驱动技术：AX8000 — 全新的高性能多轴伺服系统

紧凑型多轴系统，控制速度快，安装快捷

倍福新型 AX8000 多轴伺服系统结构紧凑，节省控制柜安装空间，能够以极短的控制周期实现高精度的定位和加工工艺。其它特点包括通过简单地与所需的轴模块插接在一起实现快捷的安装和调试，以及单电缆技术（OCT）和直接集成安全功能和电源滤波器。最新的 AX8000 被设计成一个适合于满足控制速度和精度以及空间优化利用方面的高要求的驱动控制装置。高动态多轴系统采用模块化设计，包含各种电源模块、单轴和双轴模块及一个电容模块。AX8000 模块和完整的 AX8000 多轴系统结构极为紧凑，高仅为 223 毫米，宽仅为 60 或 90 毫米，便于实现节省空间且经济的控制柜和开关外壳设计。快捷、简单的组件安装能够进一步降低成本。

最高性能与高精度定位完美结合
基于 EtherCAT 的 AX8000 紧凑型驱动系统将功能强大的 FPGA 技术和 ARM 多核处理器完美结合在一起。基于 FPGA 的控制算法和多通道电流控制技术能够实现电流环控制的采样和响应时间小于 1 微秒以及低至 16 微秒的速度环控制循环时间，这取决于所配置的开关频率。EtherCAT 周期时间最小为 62.5 μs。对于运动控制应用，这意味着凭借这一功能强大的 Beckhoff 新型驱动系统可以实现最高的控制性能和高精度定位，同时增加加工过程中的轮廓清晰度并提高生产吞吐量，增高生产底线。

模块化系统设计满足广泛的应用需求
两个 60 毫米和两个 90 毫米宽的电源模块型号可用于全球不同的电压系统：电压为 100 至 230 V AC，电流为 20 或 40 A 的型号适用于亚洲和北美；电压为 400 至 480 V AC，电流为 20 或 40 A 的型号适用于欧洲和北美。制动电阻、制动斩波器和电源滤波器集成在所有四个型号中。因此，无需其它外部组件，减少了零部件变化和空间要求。

为了实现所需的轴配置，额定电流为 8 A 的 60 毫米宽的单轴模块和额定电流为 2 x 6 A、宽度相同的双轴模块可以与额定电流为 18 A 的 90 毫米宽的单轴模块一起提供。通过可扩展的电机电流测量技术可以覆盖较低额定电流的电机。OCT 单电缆解决方案 — 为此 AM8000 伺服电机系列进行了优化 — 用作有效的反馈和连接系统。此外，AX8000 系统每轴提供四个数字量输入 — 其中两个预配置为安全功能。

简化了物流和安装工作
AX8000 简化了物流和库存管理 — 例如，通过集成一个电源滤波器和制动电阻, 或通过使用数量更少、更灵活的系统组件。由于采用了高度可扩展的电机电流测量技术，只用 8 和 18 A 的模块即可覆盖广泛的应用范围，有效地减少了不同模块类型通常所需的分类工作。

其中，AX8000 系列中集成的 TwinCAT Runtime 为高精度控制速度和位置提供了方便的软件模块。用户可以使用 IEC 61131-3 语言 C++ 和 MATLAB^®/Simulink^® 来编程运动控制项目。TwinCAT Scope 软件示波器中提供了高效的诊断工具，并使用 TwinCAT BodePlot 波特图提供轴优化功能。

快速、高效的安装通过集成的 AX-Bridge 快速连接系统实现，该系统以自动防故障的方式通过弹簧组件与 AX8000 模块相连接，完全不需要工具。它连接直流母线、24 V DC 和 EtherCAT 接口。其它有用的功能包括定中心，以便更轻松地对齐轴模块，以及通过单电缆技术使用快速接头轻松连接电机，减少所需的电缆数量。

自动化和过程技术的集成式解决方案来自倍福基于 PC 的控制技术

在客户需求和技术进步的推动下， DCS 系统和基于 PLC 的控制系统都取得了长足发展且逐渐融合。既能满足离散自动化需求，也能满足过程自动化需求的分布式智能系统成为大家新的选择：针对具有数万个 I/O 点数的大型设备，部署合适的通讯让运营商能够在整个分布式生产步骤中实施对时间要求极为严苛且高度同步的控制过程，还包括与中央生产控制系统整合在一起的能力，以及执行数据分析和优化流程的能力。在工业 4.0 背景下，PLC 系统具有巨大的创新潜能，采用非常先进的结构，特别在性能方面明显优于其它系统。随着倍福针对过程技术市场的具体解决方案的推出，倍福不仅仅推出了新的组件，而且将两个数十年来独立且并行发展的自动化理念融合在一起。

倍福最近推出了一系列新的防爆组件产品系列，为满足防爆要求提供了一个系统集成解决方案 — 各种防爆组件帮助实现跨越 Zone 0/20 所有防爆危险区的无光栅解决方案。除了 CPX 系列控制面板和面板型 PC 之外，倍福还推出了用于连接现场设备到 Ex Zone 0/20 危险区的带本安型接口的新型 ELX 系列 EtherCAT 端子模块，以及具有各种专用 于过程控制技术的界面的 TwinCAT 控制软件。

结构非常紧凑的本安型 I/O

带本安型输入/输出的新型 ELX 系列 EtherCAT 端子模块结构非常紧凑，具有 HART 功能。能够直接连接位于 Zone 0、1 和 2 危险区中的现场设备。倍福基于 PC 的控制系统现在将无缝结合自动化和过程控制技术，并保留综合、全面的 EtherCAT 系统诊断功能的所有优点。

ELX 系列具有防爆功能的 I/O 端子模块进一步扩展了全面的倍福 EtherCAT 端子模块系统，在此之前，后者已经覆盖 100 多种不同信号类型。结构非常紧凑的 I/O 模块中集成了安全光栅功能，从而生成了可以连接本安型现场设备的高性能 EtherCAT 端子模块。超薄型端子模块对控制柜的空间需求最多可减少 50 %。尤其是在空间狭小的危险区域，此类环境通常需要复杂和昂贵的外壳技术，该解决方案具有明显的优势。由于不需要使用外置安全光栅，安装工作量及成本显著降低，从而为过程应用提供一个经济高效的集成式解决方案。

CPX 系列防爆控制面板解决方案

通过将先进的多点触控技术系统地集成到控制面板和面板型产品系列中，倍福多年来一直为机器制造商、生产商及其他行业提供具有前瞻性的操作界面方案。随着最新 CPX 系列控制面板的推出，Zone 2/22 危险区域也可以从中受益。高品质和坚固耐用的铝外壳确保在恶劣和潜在爆炸性的环境条件下的可靠性和耐用性。这在操作、外观和设计以及过程行业中的应用方面都具有显著优势。

基于 PC 控制的高端测量技术系列：EtherCAT 测量模块

随着针对高端测量技术的新型设备的推出，超高精度、快速及坚固耐用的测量模块成为基于 PC 的控制解决方案中更不可或缺的组成部分。倍福最新的 ELM 系列 EtherCAT 测量模块将高精度和高速技术添加到其测量技术产品系列中。这些功能强大的 EtherCAT 模块在时间、测量精度、同步性，尤其在长期可靠性方面具有明显的优势，而这些在以前只有将成本昂贵的专用设备引入到集成式自动化系统中才能实现。因此，倍福为现有的基于 PC 和 EtherCAT 的控制应用提供了一个全平台范围的测量解决方案，此外，在平台或系统断开时不会造成性能损失。目前的产品种类繁多：从简单的 12 位模拟量端子模块，到采样率为 50 ksamples/s 的高精度 24 位状态监测模块。ELM 系列测量模块金属外壳的屏蔽性和冷却性已经针对测量应用进行过优化。同时，坚固耐用的外壳在接口方面具有更高的灵活性，可以快速定制标准解决方案，使用如 LEMO 或 BNC 接口或者推 入式接口。

Ø 快速：采样率高达每 秒采样 50,000 次，24 位分辨率，确保实现高品质的数据采集。

Ø 精密时间：EtherCAT 分布式时钟同步精度 < 1 μs，内部和外部都配有高级时钟。

Ø 精度值：在 23 °C 时的测量精度可以达到 100 ppm （百万分之一）或者更高，受温度影响小。

Ø 可靠：集成式连接和功能诊断保证系统长时间可靠运行。

超紧凑型工业 PC C6015：极为节省空间和使用灵活

C6015是德国倍福IPC控制器家族中，目前为止体积“最小的”一款，仅为82 x 82 x 40 mm，和手掌差不多大。C6015的特点不仅体现在外观小巧，其经济型的设计，使得这款产品具有非常高的性价比。全金属外壳设计的C6015不但坚固耐用，还能适应较为恶劣的工作环境，全系最高可配置4核CPU，可以很好适用于中高端的应用场合，将设备自动化、界面可视化及通讯等应用集于一身。并且，搭载Windows 10 IoT Enterprise系统的C6015，即使在没有安装TwinCAT情况下，也完全可以作为一台微型IoT服务器来使用。丰富灵活的应用领域，让C6015在实现高效自动化控制的同时，还满足各类物联网及云服务平台应用解决方案的需求。C6015 是一个价格特别经济、结构紧凑及安装灵活的解决方案，开辟了工业 PC 技术的新应用领域。

 -  外形尺寸：82 x 82 x 40 mm 

-  Intel^® Atom™ 处理器，四核 

-  无风扇设备 

-  优化用于空间受限的场合 

针对现场级的单电缆解决方案：EtherCAT P

EtherCAT P 将 EtherCAT 通讯和系统及外设的动力系统整合在同一根电缆中。此外，EtherCAT P 能够通过订阅者直接供电。高性能与灵活性的最佳组合，加上 EtherCAT 中固有的无限制的拓扑结构，这一单电缆解决方案成为传感器、执行器及测量技术的最佳总线系统。EtherCAT P 技术降低了硬件及安装成本，同时通过减少拖链和控制柜的尺寸最小化机器体积，可减少30% 的机器占地面积。

工业4.0主题展区：

在通往工业 4.0 的道路上，倍福积极进行着多维度的创新实践。倍福已将工业 4.0的一些概念落地并转化为真正的产品，而且新开发的软硬件产品确保能够帮助用户以最简单的方式实现这些先进的解决方案，为设备制造商及最终用户创造新的经营理念和获利模式提供了新的动力。在 IAS 2017 中国国际工业博览会上，倍福一方面展示了基于 PC 的控制系统的所有基础技术和组件 —— 从 PLC 到机器人技术，再到测量技术；另一方面，倍福在自己的工业 4.0 主题展区突出展示了针对工业 4.0 和物联网的控制方案以及产品系列，帮助客户在工业 4.0 与物联网应用中创造真正的附加值，展会上客户不仅可以体验集成大数据和分析应用的不同方式，还可以领略到互联制造其它方面的魅力，通过功能改进挖掘提升生产效率以及机器和系统优化带来的潜在好处。

- 完整采集和分析过程数据：TwinCAT Analytics

智慧工厂提出了许多不同的需求：在线和离线状态分析、预防性维护、模式识别、机器优化及长期数据归档。这就要求数据采集尽可能地连续进行并与处理周期同步。这也是为什么倍福要开发 TwinCAT Analytics 软件的重要原因。所有的过程数据都可以根据需要提供，无论是本地或服务器上基于云的解决方案，无论是在您自己的公司网络还是在公有云中。

- 快速、标准化的云通讯工具：TwinCAT IoT
随着最新的 TwinCAT IoT 解决方案的推出，倍福已经可以支持用于云通讯中给智能设备进行推送通知的标准化协议。由于配置简单，速度又快，TwinCAT IoT 采用广泛使用的通讯协议（如 AMPQ、MQTT 和 OPC UA）交换过程数据为公有云和本地私有云提供了丰富的功能。

- EK9160 针对基于云服务器的控制

EK9160 物联网总线耦合器是倍福最新推出的基于微软 Azure 云的物联网解决方案，不需要控制器和编程，只需要简单配置，就可以即插即用的方式将控制数据传输给所有常见的云系统中，简单、安全，且经济高效。

- 灵活性 4.0：借助 XTS 实现工业 4.0 — 基于倍福 XTS（磁悬浮输送系统）的柔性生产系统

自动化如何应对当今日益增长的产品多样性需求，以及个性化程度不断提高，甚至单件流生产的挑战？这些高度复杂的生产要求不仅需要具有高动态性而且要求简单易实施的解决方案。倍福此次展出的基于XTS（eXtended Transport System）的柔性生产系统，由一个控制器IPC C6930同时控制Staubli 六关节机器人和倍福XTS磁悬浮输送系统。在没有增加硬件成本的情况下，用一台IPC就实现了六关节机器人坐标系变换、机器人与XTS的插补运动、动态跟随耦合和PLC逻辑控制。

该系统将产品高动态地输送到指定的加工工位，因此可以实现非常灵活的生产，支持各种规格、批量大小及加工步骤。在不中断运行的前提下，仅需按下按钮即可更改产品和规格，为用户带来极大的优势：灵活性 4.0。

倍福XTS系统是一款结合所有线性和旋转驱动方案优势的驱动产品。紧凑型的 XTS可以减少 30 % 的机器占地面积，立即节省大量成本；此外，倍福的 TwinCAT 自动化软件提供了简单易实施的工程能力，并集成了诸如自动缓冲以及避免碰撞和冲击等软件功能；由于可以重新设置控制软件的参数以适应新的批量大小，所以XTS 使得单件流生产也能够像大批量生产那样容易；XTS系统在长度和曲线方面都具有很高的灵活性，并且在设计上也具有直驱技术的所有优点，如高精度和高动态性、低振动趋势、无磨损以及低能耗。