研华APAX高性能控制平台结合EtherCAT实现速度与性能的完美结合应用于自然环境下的智能监测系统

研华的APAX-5580控制平台，结合了CODESYS实时内核和EtherCAT模块，与伺服马达一起打造出了一台铝管切断机，其扫描周期可达到0.5毫秒，这极大地提升了铝管切断机的裁切速度和稳定性，从而保证了加工质量。这个方案在自然环境下尤其显著，比如水质监测站。

该解决方案背后的背景是，铝材由于其轻量、良好的散热性能和易于成型的特性，在建筑幕墙、大楼铝门窗框、汽车散热器以及3C产品外壳等多个行业有着广泛应用。而将铝材切割成特定形状和尺寸的切割机则是生产过程中的关键设备，它直接影响到产量和产品质量。目前市场上许多铝材切割机使用PLC进行自动化操作，但PLC的扫描周期通常在毫秒级别，因此在性能不足的情况下，容易出现不符合规格的瑕疵品。此外，由于梯形图编程方式限制了PLC对复杂算法处理能力，使得设备制造商想要提高性能时会遇到困难。

研华通过APAX-5580控制平台与CODESYS实时内核提供的一套解决方案，为用户提供了一个稳定的硬件基础、高速实时内核、灵活编程环境、参数设置与维护便捷性的系统，让制造商能够更容易地开发出更快速度，更高精度，更稳定的铝材切割机，从而增强它们在市场上的竞争力。

此项目由天津佰沃博思科技有限公司承担，他们正在为汽车业开发一种高速裁剪工具——金属板卷压制线。然而，他们发现现有的系统无法满足他们对速度与精度要求，因为它采用的是传统PLC作为控制核心，并配备日系伺服马达。但随着时间推移，这种系统逐渐出现问题，如每次操作后都会超出预设长度，以及PLC编程环境有限导致功能优化困难。

为了解决这些问题，该公司决定寻找一种新的软硬件组合，以换用伺服马达并寻求一个能同时保证稳定性及易于开发的新技术。在软件方面，他们需要IEC61131-3标准兼容，以提供灵活编程；支持LD语言以快速设计所需功能，同时支持ST语言以处理复杂算法；电子凸轮完成切割作业。在硬件方面，则需要一个能保障稳定性及实时性的控制平台，可以接收数字输入输出信号掌握工况状态；支持EtherCAT通讯协议连接伺服马达；工业平板电脑作为HMI的人机界面。

研究院整合代码sys实时内核、APAX-5580控制平台以及WOP-1070CK操作面板等完整解决方案，帮助制造商顺利开发具有速度与精度兼备的金属板卷压制线。这一系统采用双核处理器优化策略确保其运行效率高且反应迅速。通过集成了第三方合作伙伴提供的心脏转换模块，可连接指定伺服马达实现高效工作。此外，此系统还包含WES7操作系统及代码sys实时内核两者优化结合，让整个系统运行更加流畅，无论是在扫描周期还是响应时间上都有显著提升至原来的三倍以上，即从原本3～4毫秒降至仅需0.5毫秒。这使得金属板卷压制线不仅加快响应速度，而且提高了加工质量及效率，大幅突破之前升级瓶颈。

最后，由于研华团队对于项目测试、软件培训至项目搭建全方位协助，一旦该最新高速金属板卷压制线问世，它就可以被迅速复制用于其他类型设备，加速设备更新时间。