倍福运动控制技术介绍
科技自动化倍福篇
Beckhoff 自动化新技术
Beckhoff 致力于为用户提供基于 PC 控制技术的开放 式自动化系统，产品范围涵盖工业 PC、现场总线组件、 驱动技术和自动化软件。这些产品线既可作为独立的组 件来使用，也可以集成到一个完整的控制系统，适用于 各个行业。Beckhoff 始终坚持“自动化新技术”的发展 理念，从 CNC 机床控制到智能楼宇领域的自动化解决 方案，已在世界各地得到广泛应用。 自 1980 年成立以来，Beckhoff 始终坚持基于 PC 的 控制技术，研发了大量的创新产品和解决方案，这也 是 Beckhoff 得以持续发展的重要原因。如今，Beckhoff 早期提出的概念业已成为许多自动化技术的标准，并 被成功引入市场：
无缝集成现场总线设备 网关端子模块能将现场总线或工 业以太网总线系统集成到 EtherCAT 端子模块系统中。
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科技自动化倍福篇
Beckhoff 科技自动化五大支撑技术和产品
随着 IT 技术的发展，个人计算机取得空前成功，已成为日常生活（包括工业界）中坚不可摧的一部分。在工厂自动化 领域，PC 控制技术已经成为新的应用潮流，PC 控制硬件和软件技术发展日新月异，满足设备性能持续提升的要求，完善用 户体验。与相关软件相结合，不同外观和形式的工业 PC 成为各种自动化任务的核心，比如机械控制、过程或物流系统、系 统组件的联网、数据采集或者图像处理等。对于传统的控制任务，基于 PC 的控制技术提供了良好的可升级性和灵活性，因 此，基于 PC 的控制技术也逐渐替代了硬件 PLC，得到广泛应用。 PC 控制使控制系统处理速度快、精度高，整合 PLC、运动控制、HMI 于一体，实现对设备的集中控制。因此，PC 控制技 术能够取代传统的PLC 加多个辅助 CPU 协同控制模式，使用户对设备的编程、调试、诊断维护等更加快速便捷。 Beckhoff 是发展基于 PC 的自动化控制技术的先驱者之一，早在 1986 年，Beckhoff 的第一个 PC 控制系统就已问世。如 今，Beckhoff 已将积累多年的专有技术应用到工业 PC 中，Beckhoff 工业 PC 与 TwinCAT 自动化软件结合，针对 PLC、NC 以及 CNC 功能提供一个高性能的控制系统。
倍福:基于PC的控制技术助力橱柜生产智能化
倍福：基于PC的控制技术助力橱柜生产智能化德国倍福自动化有限公司【期刊名称】《自动化博览》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】3页(P52-54)【作者】德国倍福自动化有限公司【作者单位】【正文语种】中文欧洲最大的橱柜制造商柏丽橱柜公司位于德国威尔市的两家工厂每年能够生产超过58万套橱柜。
这是真正意义上的批量生产，但这里真正的特色是同时还可以完成客户定制订单。
Beckhoff 基于 PC 的控制技术为实现生产部件和生产数据的通用透明性提供了理想的基础，能够在数量为 1 的批量生产中灵活、有效地提供个性化橱柜——完全符合工业 4.0 的理念。
每天有约 2600 套整体橱柜从柏丽的两个生产工厂离开，交付到客户手中。
柏丽技术总监 Martin Henkenjohann 表示：“尽管是批量生产，我们完全根据客户的意愿来制造橱柜，这意味着生产批量数量最小可以为 1。
为了实现这一目标，我们早在 1990 年开始，就保持整个生产过程中所有的部件和生产数据透明性和通用性，包括设计数据和个性化加工步骤，我们始终能够确切地知道哪里有某个特定的厨房家具在加工序列中，从而让我们能够应对日益变化的客户需求。
”实现先进的工业 4.0 理念，以及在生产中获得更高的灵活性的前提是确保所有机器和部件数据的透明性。
Martin Henkenjohann 在解释这对于柏丽的意义时说道：“实时跟踪整个工艺过程的能力是基本要求。
在柏丽这通过贴上一个包含一件家具所有必要信息的条形码标签开始，标签包含关于各种机器上进一步的加工步骤的生产方面的信息与详细的物流信息，如装货时间和卡车信息或送货地址。
每台加工机器扫描条形码并从中央Oracle 数据库或从Web服务检索相关的机器数据。
”实时数据的透明性使得每天生产2600套个性化橱柜成为可能。
88个不同的门板设计构成这一过程的基础，而且每个设计的后面都有250个不同的条目。
根据门板的样式，以及诸如配件和把手或面板型号等，可以打造出各种落地橱柜、壁柜和立式橱柜。
主控系统倍福PLC及其基本控制原理
主控系统倍福PLC及其基本控制原理主控系统是机组可靠运行的核心，主要完成以下工作：采集数据并处理输入、输出信号；判定逻辑功能；对外围执行机构发出控制指令；与机舱柜及变桨控制系统进行通讯，接收机舱柜及变桨控制系统的信号；与中央监控系统通讯、传递信息。
然后本文主要介绍的内容是信号输入、逻辑判断和信号输出三个内容，分别以视频和文字两种方式介绍。
（拓扑结构见图一）图一01视频内容以变桨电机风扇动作为例，介绍风扇动作前是如何完成数据采集，又是如何逻辑判断，最后是怎样控制风扇动作。
02文字内容注意：以下文字中列举信号采集与输出都是以金风机组的国产Vensys变桨系统为例做的举例说明。
信号输入信号输入分数字量信号和模拟量信号，对应倍福模块符号的首个数字分别为1和3。
2.1、数字量输入：数字输入模块用于连接外部的机械触点和电子数字式传感器，例如二线式光电开关和接近开关等。
数字量输入模块将从现场传来的外部数字信号的电平转换为PLC内部的信号电平。
输入电路中一般设有RC滤波电路，以防止由于输入触点的抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号，输入电流一般为数毫安。
（图二）图二2.11、KL1104：介绍：KL1104数字量输入端子，从现场设备获得二进制控制信号，并以电隔离的信号形式将数据传输到更高层的自动化单元。
KL1104 带有输入滤波。
每个总线端子含4个通道，每个通道都有一个LED 指示其信号状态。
国产Vensys数字量输入2.2、模拟量输入：模拟量输入模块用于将模拟量信号转换为CPU内部处理用的数字信号，主要由A/D转换器组成。
（图三）图三2.21、KL3204：介绍：KL3204 模拟量输入端子可直接连接电阻型传感器。
总线端子电路可使用2 线制连接技术连接传感器。
整个温度范围的线性度由一个微处理器来实现。
温度范围可任意选定。
总线端子的标准设置为：PT100 传感器，分辨率为0.1℃。
故障信号显示灯显示传感器故障（例如断线）。
德国倍福产品的优点
德国倍福产品的优点德国倍福（BECKHOFF）产品特点总结德国倍福产品是基于PC控制技术的开放式控制系统，产品范围包括工业PC、现场总线组件、驱动技术和自动化软件。
这些产品既可以作为独立的组件使用，也可将它集成到一个完整的控制系统中，适用于各行业领域。
倍福产品同一标杆的产品也就是竞争对手主要是欧美系一线品牌的自动化产品，例如西门子、AB等，下面我们通过对比对倍福的产品各组成部分进行一个特点分析：1、倍福的现场总线产品技术在国内有过很多成功项目，支持IE61131-3标准PLC语言，支持LIGHTBUS、ProfiBUS、InterBUS、CANopen、DeviceNet、ControlNet、Modbus、SERCOS、RS485、RS232和Ethernet TCP/IP、USB，还有ProfiNET、CC-Link和EtherCAT等现场总线，并可以将不同的现场总线协议整合到一个控制器中，可以根据要求选择不同的总线系统，各种总线系统都采用统一的编程语言。
产品组态灵活，功能强大，精确配置I/O点数，充分考虑用户整体方案综合成本，节省大量布线和空间，为用户提供完善满意的售前售后服务和技术支持！2、各种I/O通用于所有的现场总线系统，只是由不同协议的现场总线耦合器来提供不同的现场总线类型，方便产品的长期应用和选择。
各种I/O端子，包括2点、4点、8点数字量信号（5VDC\24VDC\48VDC\120VDC\230VDC\NAMUR\高速计数器等），模拟量（0-10V,±10V,0-20mA,4-20mA热电偶、热电阻、电阻桥、可接示波器和直接与5/1A电流互感器相连，它可通过现场总线系统进行网络分析和供电管理，采集电流、电压、有效功率、视在功率和功率因数cosφ，每秒64000次采样计算有效值，其测量精度可达到全刻度值的0.1%，广泛用于对电网参数有要求的供配电系统中；也可以控制5.5KW以下电机，通过现场总线对电机进行控制，可以采集电机的电流、电压、有效功率、视在功率和功率因数cosφ以及通断次数，并进行相关的保护。
（1条消息）倍福beckhoff运动控制相关功能块，百晓生知识处理库发布
（1条消息）倍福beckhoff运动控制相关功能块，百晓生知识处理库发布由百晓生自创知识处理库整理清洗与发布，顶级知识整理加工生产python功能库。
转载请注明出处https:///gkbxs/article/details/116654106FB_MC_FeedTableMC_ GearInMultiMasterMC_Aborting 立即打断前动作，执行后动作MC_AxisParaMC_BlendingHigh 以较高的速度达到前动作的目标位置，然后执行后动作。
MC_BlendingLow 以较低的速度达到前动作的目标位置，然后执行后动作。
MC_BlendingNext 以后动作的速度达到前动作的目标位置，然后执行后动作。
MC_BlendingPrevious 以前动作的速度达到前动作的目标位置，然后执行后动作。
MC_BufferModeMC_Buffered 等前动作执行完成，停稳后再执行后动作。
MC_CAMACTIVATION_ASSOONASPOSSIBLE：考虑加速度和冲击在允许范围MC_CAMACTIVATION_ATMASTERAXISPOS：主轴绝对位置MC_CAMACTIVATION_ATMASTERCAMPOS：凸轮表的主轴位置，即主轴模态MC_CAMACTIVATION_INSTANTANEOUS ：不考虑加速度是否在允许范围MC_CAMACTIVATION_NEXTCYCLE：下一凸轮表周期生效MC_CAM_RefMC_CamAddMC_CamExchange 添加、移除和更换凸轮表MC_CamExchange 添加、移除和更换凸轮表。
也可以使用MC_CamIn_VMC_CamIn 和 MC_CamIn_V 种电子凸轮耦合功能块：MC_CamIn 的接口和功能比较简单，就是固定个凸轮表MC_CamIn 耦合的，就不能切换凸轮表。
MC_CamInExtMC_CamIn_V 是MC_CamIn 的升级版，功能更强大，支持多个凸轮表的迭加和切换。
倍福控制器-TwinCAT原理介绍共26页文档
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢！Βιβλιοθήκη 36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
倍福科技自动化产品和应用案例
4通道热电偶输入模块, EL3314-0010
高精度, 开路识别
仿真 复杂控制
2011/11/9
EL3602-0010
型号电压-75…+75 mV, 测 量错误< ±0.05 % at 25 °C
全量程、 50 Hz 滤波)
数字万用表模块
EL3681
EL3125
2通道模拟量输入模块 0…20 mA, 超采样差分输
2011/11/9
7
倍福科技自动化技术应用领域---测试测量仪器
测试测量 机器人 仿真 复杂控制
2011/11/9
高级调试诊断 测试测量仪器 图像视觉 运动控制&机器人
仿真
复杂控制
8
倍福科技自动化产品---测试测量状态监测领域
测试测量
机器人
震动
噪声
温度 重量
油体分析 能量监测
仿真
复杂控制
2011/11/9
问题。 § 高效率的软件接口,无需实施CPU之间的复杂通讯。
仿真
复杂控制
2011/11/9
27
倍福科技自动化产品---机器人控制运动学模型
测试测量 机器人 仿真 复杂控制
2011/11/9
Cartesian Portal Roll kinematic (H-Bot)
Scara
Shear kinematic 2D Parallel kinematic
Scalability
Multicore Realtime
Supporting Standards
Supplements
Experience
Connectivity
Openess
倍福科技自动化_技术篇_方案篇
05.07.2012 21
Scientific Automation Technology
倍福科技自动化应用篇－状态监控
状态监控：通过对机械的相关部件的信号 （如：震动、温度。湿度和能量）采集和 信号分析，对设备的故障进行诊断和对设 备的运行作出预测性的维护
能够更快的查找出故障 o 齿轮箱故障 o轴承 o其他机械故障诊断等
Scientific Automation Technology
倍福科技自动化的开发平台－运动控制架构
Layer
+ -
SP
Pos Ctrl Velo Preset Pos Meas.
LIGHTBUS
Limit
+ + Scale & Limit
PLC C/C++
NC PTP NC I CNC
IO
Layer Layer
EtherCAT采用集中帧通讯，可直达 I/O 模块， 无需子网支持
EtherCAT的从站协议完全由硬件芯片实现(on the fly)
基于分布时钟的高级实时特性：同步(1us)、 时间戳、超采样
完全兼容现有以太网，无缝集成现有总线设备
Data n
Ethernet
Scientific Automation Technology
多个工程在不同核中运行 可以任意定义每个核的时基
2. 大容量高速存储(RAM和固态硬盘，内容容量近 乎无限
3. 高性能工业主板 4. 符合工业设计标准的机箱结构 5. 嵌入式PC适于DIN导轨安装，更适于工业应用
6
Scientific Automation Technology
倍福科技自动化的支撑技术（二）：实时多任务内核
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24 V DC 辅助电源电压 电源接口，用于连接外部平稳 电阻
电机和制动器接口
直流中间电路
Drive Technology
18.12.2012
8
AM30xx | 同步伺服电机
Drive Technology
18.12.2012
9
AM308x | 电机达到 150Nm
Drive Technology
PLC 任务 和 NC 任务定时地以多任务多线程独立运行 周期性地获取CPU的计算时间
在PC 上 一个 PLC 程序和 NC 控制的实时运行 PLC 服务 Windows NT 和 HMI程序 NC 服务
例如. 1ms
2ms
3ms
4ms
5ms
t NC 周期 (例如. 1ms) NC 周期 PLC 周期 (例如. 2ms) NC 周期 PLC 周期 NC 周期 t
KL5111 KL5121
23
Beckhoff运动控制—驱动解决方案 编码器----增量式编码器
EL5151 KL5151 KL5152
24
控制软件---TwinCAT Totol Windows Control Automation Technology
TwinCAT 系统
用户模式 诊断功能 如示波器 ADS 系统管理器 ADS PLC 控制 ADS 用户 HMI OCX/Dll 用户 HMI OPC
17
Beckhoff运动控制—驱动解决方案 直流电机系统
KL2532 KL2552
18
Beckhoff运动控制— EL7201 – EtherCAT 伺服电机驱动模块 50 V DC, 4 A
完备的伺服解决方案
集成旋转变压器反馈接口
Resolver Exc. + (R1) Resolver Sin + (S2) Resolver Cos + (S1) Power contact +24 V Motor phase U Motor phase W Power contact 0 V Motor brake + Load voltage 50 V Load voltage 50 V Motor brake GND Load voltage GND Load voltage GND Resolver Exc. - (R2) Resolver Sin - (S4) Resolver Cos - (S3) Motor phase V
可以连接带制动电机
最高驱动 200 W 电机
19
Beckhoff运动控制— EL7201 – EtherCAT 伺服电机驱动模块 50 V DC, 4 A
一体化的伺服驱动器
直接连接电机
直接连接旋转变压器
紧凑的结构
方便进行系统整合
20
Beckhoff运动控制—驱动解决方案 编码器----SSI
KL5001 KL5051
Single Axes
Power
Motion
Single Axes
MoveAbsolute
Multiple Axes
CamTableSelect
Multiple Axes Non-Interpolated
CamIn CamOut GearIn GearOut Phasing
Reset ReadStatus
DVI/USB
EL4132
EM7004
EL5101
EL2521/ EL2521/ KL2521 KL2521
EL7041/ KL2541
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Beckhoff运动控制应用—脉冲量控制伺服系统
KL2521 脉冲输出模块 控制伺服电机方法 KL2521模块
CX1020 NC 控制器
编码器反馈电缆 伺服驱动器
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Beckhoff运动控制概览 I/O, PLC, NC PTP, NCI/CNC高度集成在一个平台中
实时性：
• 硬实时能力：周期最小至50微秒，以及 Beckhoff 拥有专利的 对CPU利用率的动态调整 •XFC 100微秒的刷新周期（包含100个伺服轴） 基于 EtherCAT总线 • 几乎运行于任何一个PC • 纯软件解决方案 (无需硬件扩展)
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TwinCAT NC PTP 功能
普通定位运动(Point to Point)
电子齿轮同步
数字凸轮开关
凸轮轴
运动叠加（合成） 飞剪
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TwinCAT NC I 功能
Properties
Max. number of controlled axes Max. number of simultaneously interpolating per channel
26
Beckhoff 运动控制实现方式TwinCAT NC PTP，NCI，CNC
逻辑运算 与处理
PLC NC PTP
位置，速度 加速度控制
路径规划 闭环控制
同步，凸轮 飞剪等
通用插补
PLC NC PTP
NC I
NC PTP
NC I
CNC
TWINCAT –PC Control PLC/NC PTP/CNC
数字式紧凑型伺服驱 动器 AX5xxx
数字式紧凑型伺服驱 动器 AX20xx
Drive Technology
18.12.2012Fra bibliotek4AX5000 | 数字式紧凑型伺服驱动器
功能特点
电机反馈： Sin/Cos 1Vss、TTL、单圈或多 圈、EnDat、Hiperface、BiSS 可选的接口板用插槽， 例如附加反馈 可选的重启锁定用插槽或可选的 TwinSAFE 安全卡
18.12.2012
11
AL38xx | 直线伺服电机
Drive Technology
18.12.2012
12
Beckhoff支持的运动控制方式
驱动: 伺服电机(总线,模拟量,脉冲), 步进电机(KL2531/41,EL7031/7041 K/EL2521) 直流电机(KL2532/42, EL7332/7342) 直线电机(AX5000/2000) 液压轴
Navigationstasten
电机动力电路
Drive Technology 18.12.2012 5
Beckhoff运动控制—驱动解决方案 AX5000
支持第三方的伺 服电机
6
Beckhoff伺服调试---TcDriveManager
7
AX20xx
功能特点
”Beckhoff 现场总线连接” – 各种现场总线接口，可以 轻松地集成到各种控制系统中 用于高分辨率正余弦编码器或 绝对值编码器等反馈装置的输 入接口
Interpolation functions
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TwinCAT CNC
完整的 CNC 功能
一个通道内最多可达 32 个轴的插补运 动 采用 DIN66025 编程语言
N00 #KIN ID [1] N10 #RTCP ON N20 G01 G18 X0 Y0 Z0 B90 F500 N30 X-4 N40 G02 X-20 I-40 B-90 F2000 N50 ................. ........................
电机反馈：旋转变压器 晶体管电路 8 点数字量 I/O，例如启用、限位开 关、捕获输入、故障信息 状态显示，例如轴轴标识符或故障信息 EtherCAT 系统总线 直流电源/直流母线 电源 100 V AC…480 V AC 制动控制/电机温度监控
导航键（Enter, Up/Down） 执行材质鉴定 24 V DC 控制和制动电压
Interpolation functions
30
TwinCAT NCI 功能
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TwinCAT CNC 功能
Properties
Max. number of controlled axes/spindles Max. number of controlled spindles Max. number of independent channels Max. number of simultaneously interpolating per channel
ADS
ADS
TCP/IP
Windows NT, 2000, XP
ADS ADS ADS ADS 实时服务器 I/O 服务器 I/O I/O I/O 映射 现场总线接口卡驱动程序 I/O 内核模式 PLC 服务器 NC 服务器 其它 例如，凸轮等
ADS 路由器
25
Beckhoff 运动控制系统机制
在 PC 上运行 PLC 和 NC
坐标轴转换
Path of rotation point of rotatory axis
Z
Path of tool centre point
X 0
TwinCAT CNC
2012-12-18
33
TwinCAT CNC 功能
34
TwinCAT NC PTP--PLCopen 功能块概览
Administrative
自动化新技术
BECKHOFF运动控制产品介绍
Drive Technology
18.12.2012
1
运动控制器 --基于Windows XP 和CE的IPC EPC
IPC 嵌入式PC
2
运动控制系统基石---现场总线及I/O
3
适用于高动态定位任务的驱动系统
直线伺服电机 ALxxxx
同步伺服电机 AM2000/AM3xxx
Interpolated
…
AccelerationProfile