研华APAX高性能控制平台与EtherCAT融合结合CAN总线通信协议实现自然界中的速度与性能完美统

研华的APAX-5580控制平台，搭配CODESYS实时内核和EtherCAT模块，与伺服马达一起打造了一个0.5毫秒扫描周期的铝管切断机，这极大地提高了铝管切断机的裁切速度与稳定性，从而确保加工质量。这种方案对于提升铝制品产量和质量至关重要。

在自然界中，铝材因其轻质、良好的散热性能和易塑性，在建筑幕墙、家居门窗框、汽车散热器以及3C产品外壳等多个行业都有广泛应用。然而，将这些材料精确切割成特定形状和尺寸的设备则是制造过程中的关键工具之一，其速度与精度直接影响着产品的质量。

传统上，铝材切割机主要依赖PLC（可编程逻辑控制器）来控制机械部件进行自动化操作。但PLC由于其较长的扫描周期（通常在毫秒级别），在性能不足的情况下可能会导致生产出不符合规格的次品。此外，由于使用梯形图编程方式限制了灵活性，使得设备制造商想要提高性能变得困难。

研华通过提供APAX-5580控制平台与CODESYS实时内核解决方案，为制造商提供了一套稳定的硬件基础、一流高速实时内核、灵活高效开发环境、高度可配置电子凸轮等优点，让他们能够更容易地设计出更快捷、高效且准确率更高的地道金属切割机，从而增强其市场竞争力。

此系统需求由天津佰沃博思科技有限公司提出，他们是一家拥有专业自动化开发能力并从事工控产品销售及技术服务的大型企业。在开发用于汽车散热器高速裁剪用的铝管切断机原型期间，他们遇到了无法达到预期速度与精度的问题。最初，该公司规划以PLC为核心，与日系伺服马达配合执行，但随着时间推移，该系统开始出现问题，比如每次运行后都会超出预设长度，并且PLC编程环境有限制，使得功能优化变得困难。

为了解决这些问题，天津佰沃博思科技决定寻找一种新的软硬件解决方案。这包括寻找支持IEC61131-3标准，以便提供灵活编程环境，同时支持LD(梯形图)和ST(结构化文字)两种语言，以及电子凸轮功能。此外，还需要一个具有工业级平板计算作为HMI的人机接口，以便于操作者与设备之间进行交流。

研究华整合了CODESYS实时内核、APAX-5580控制平台及其系列I/O模块以及WOP-1070CK操作面板完整解决方案。该系统结合双核处理器优化技术，以WES7操作系统为基础，可实现绝佳稳定性和实时性。而透过支持EtherCAT通讯协议及第三方合作伙伴提供的脉冲转换模块，可以连接指定伺服马达。这一完善集成使得整个系统性能显著提升，扫描周期从原本3～4毫秒缩减到仅需0.5毫秒，不仅加速响应时间，也提高了铝管切断机的整体质量与效率，从而突破之前升级瓶颈。

研究华利用代码筛选方法来优化软件并独立执行WES7与代码sys等措施，加快执行速度，并取得更多快捷、高效扫描周期，让铝管切断机同时同步提升速度及精度。此外，codeSys遵循IEC61131-3标准，是工业领域最佳开发环境之一，它支持六种标准编程语言，如IL, ST, FBD, LD, CFC & SFC，让项目工程师可以选择熟悉或复杂算法所需语言快速设计功能。而虚拟编码器功能还实现了项目所需高速测量需求。

最后，这台基于PC运动控制平台兼具传统PLC功能和工业计算能力，其模块架构开放让工程师能根据需要增加或调整模块配置，用以设计出所需控制系统。此项目采用的是APAX504512信道数字输入12信道数字输出模块收集各种信息状态给用户全局掌握，并搭配坚固耐用的人手人对面板作为最终人工接口运作。