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工业马达控制系统需升级实现设备互联_0

未知 2019-06-08 14:04

  因应工业自动化风潮,工业设备除须朝向智能化发展外,马达控制网络的建置也至关重要,因而吹起工业马达联网风潮。相较于微控制器(MCU)或数位讯号处理器(DSP)方案,具备平行运算优势且能扩充多种通讯界面的现场可编程闸阵列(FPGA)系统单芯片(SoC),将在此波设计潮流中占尽优势。

  因应工业自动化风潮,工业设备除须朝向智能化发展外,马达控制网络的建置也至关重要,因而吹起工业马达联网风潮。相较于微控制器(MCU)或数位讯号处理器(DSP)方案,具备平行运算优势且能扩充多种通讯界面的现场可编程闸阵列(FPGA)系统单芯片(SoC),将在此波设计潮流中占尽优势。

  赛灵思(Xilinx)亚太区Zynq业务开发经理罗霖表示,白色家电通常只需要MCU做为马达控制核心,不过高阶工业马达的控制系统中枢则多採分离式设计,方能应付复杂的运作机制;如由DSP负责演算法、MCU负责人机界面控制、FPGA则专责高速输入/输出(I/O)通讯界面。

  罗霖进一步指出,制造业智能化、生产线定制化让愈来愈多的工厂设备讲求联网与设备互联,这也让工程人员倾向採用分散式网络来设计工业马达控制系统;亦即工业马达彼此之间也须具备互联通讯功能,如此一来,马达的温度、湿度、电流、电压等监测数据与故障诊断等参数,皆可透过云端中心回报给工程人员,进一步实现完整的工业自动化愿景。

  工业马达的联网需求,也让传统工业马达内採分离式设计的控制中枢不敷使用,必须透过更高效能且具备平行运算功能的FPGASoC方能进一步实现。

  罗霖补充,工业马达对于高效率、高成本的永磁同步马达(PMSM)接受度较高,因此除了联网、通讯控制外,高效能的变频控制设计亦是FPGASoC须关注的焦点。有鑑于此,赛灵思亦推出以Zynq-7000FPGASoC为核心的Zynq-7000APSoCIntelligentDrivesPlatform,该平台除了提供功率半导体元件的支援外,亦聚焦于磁场定向控制(FOC)演算法、工业乙太网通讯协议的布局。

  此外,模型化基础设计(Model-basedDesign)概念以往在欧洲地区较为流行,不过随着马达控制议题热烧,亚洲地区的马达控制开发商亦开始接受这种新型态的设计概念。因此包括亚德诺(ADI)、赛灵思等半导体元件商都开始以系统建模工具如MathWorks的工具为基础,推出以自家方案为核心的马达开发工具。罗霖指出,MathWorks已于今年3月特别针对Zynq-7000FPGASoC推出新的设计方法,可让工业马达开发时程从几个月缩短至几个星期。

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