伺服系統(tǒng)網絡化是綜合自動化技術發(fā)展的必然趨勢，是控制技術、計算機技術和通信技術相結合的產物。分布、開放、互聯(lián)以及高可靠性成為總線/以太網式伺服驅動器的優(yōu)勢與價值點。

LS產電│L7N EtherCAT總線型伺服                 路斯特│ServoOne CM多軸系統(tǒng)

匯川技術│IS620N系列EtherCAT總線伺服     匯川技術│IS620N系列EtherCAT總線伺服

步科自動化│Kinco FD系列總線伺服系統(tǒng)  眾為興│EM系列EM3S總線伺服驅動器

合信技術│H系列EtherCAT/CANopen伺服驅動系統(tǒng)

   隨發(fā)展，目前中國伺服總線/以太網式伺服驅動器處于何種階段？企業(yè)面臨哪些機遇與挑戰(zhàn)？總線/以太網式伺服驅動器的發(fā)展又將為未來自動化產業(yè)帶來怎樣的變革？

   《伺服與運動控制》本期以《撥云見月——中國總線/以太網式伺服驅動器如何優(yōu)勢發(fā)展》為主題，邀請國內外優(yōu)秀總線/以太網伺服驅動企業(yè)暢談產業(yè)發(fā)展。

路斯特

ServoOneCM多軸系統(tǒng)
元年開啟
   跨國總線式伺服驅動器企業(yè)的中國市場發(fā)展狀況很好，是市場的主導。而本土總線式伺服驅動器企業(yè)起步晚，躍躍欲試，正從簡單的伺服做起，希望取得更多的市場份額。

   本土總線式伺服驅動器受困于技術不完善、產品不成熟、知名度不高。本土驅動器企業(yè)向總線式伺服驅動器延伸拓展存在難度。需要技術積累和應用驗證。本土總 線式伺服驅動器企業(yè)在基因與發(fā)展戰(zhàn)略上有一種共性，那就是好高騖遠、急功近利。推動這些本土企業(yè)發(fā)展的核心因素是研發(fā)的持續(xù)地投入和真正地創(chuàng)新。

   總線式伺服驅動器市場發(fā)展元年早已開啟。目前處于平穩(wěn)上升的階段，預計將在三到五年內迎來爆發(fā)式地增長。

  郭廣東

ServoOneCM多軸系統(tǒng)
   路 斯特公司早在20年前就前瞻性地開發(fā)了CDD和CDE系列總線式伺服驅動器。當時總線類型是CANopen和Profibus-DP。路斯特發(fā)展總線式伺 服驅動器的初衷與契機是通過提高可靠性和系統(tǒng)響應來提升自動化設備的整體性能。2006年，當德國路斯特公司進入中國市場后，CDD和CDE系列總線式伺 服驅動器取得了快速和穩(wěn)定的增長。

   LTIMotion正在進行的項目是ServoOneCM多軸系統(tǒng)，中小電流規(guī)格（單軸額定電流32A，三軸額定電流12A）的開發(fā)已經完成。正在開發(fā)更大電流規(guī)格的多軸系統(tǒng)ServoOneCL.計劃在兩三年內完成。ServoOneCM多軸系統(tǒng)的目標市場是機器人、電子、包裝等行業(yè)。

   總線式伺服驅動器應用的安全問題越來越受到人們的重視，ServoOneCM多軸伺服系統(tǒng)配合SystemOneCM系統(tǒng)，符合國際標準，安全性能更出眾。驅動控制器可以選擇集成安全監(jiān)控功能，該配置可加入符合SIL3,PLe,Cat4的多種安全功能；通過安全PLC和EtherCATFSoE，SystemOneCM可以提供安全工作區(qū)監(jiān)控，保護工作區(qū)內的操作員和機器人及其相互協(xié)作。

   LTIMotion有ServoCPlus、ServoA、ServoOne、ServoOneCM等多個系列的總線式伺服驅動器。其中 ServoCPlus是小功率單軸CANopen總線伺服，ServoA是小功率單軸EtherCAT總線伺服，ServoOne是大功率單軸伺服,ServoOne支持CANopen、ProfiBus-DP、EtherCAT、ServoOne、VARAN、ProfiNet等多種總線的高性能伺服。ServoOneCM是多軸伺服。

   ServoCPlus伺服驅動器在紡織行業(yè)諸如圓網印花機、集體落紗機、細紗機等應用中，節(jié)省了成本，創(chuàng)造了效益。ServoA伺服驅動器在瓦楞紙縱切 機的應用中，提高了系統(tǒng)響應，提升了機器性能。ServoOne伺服驅動器在轉塔沖和高速攪拌機的應用中，提高了生產速度，產生了更多價值。 ServoOneCM伺服驅動器在高速貼片機和包裝生產機的應用中，提高了生產效率，提高了產品附加值。

   SystemOneCM一體化地集成了運動控制器、電源模塊和多軸驅動器，當提到靈活性、安全性、高動態(tài)、高精度和簡易性，它已經完全形成了新的標準，使得SystemOneCM與眾不同。您準備好了在您的領域來一場革新嗎？

匯川技術

IS620N系列EtherCAT總線伺服
高速實時總線，打通“工業(yè)4.0”底層配置
   我們所談的總線式伺服主要指高速實時總線，帶寬至少在百兆級別，這種總線伺服配合絕對值編碼器電機，微觀看，可真正實現減少配線，提高可靠性；宏觀看可實現方案的柔性化及信息化，方便與上位機及控制器實現數據交互，為未來“工業(yè)4.0”打通底層配置。

  總線式伺服應用場合主要是先進制造業(yè)，包括高端機床與一些電子制造、紡織、印刷、包裝等高端機型。隨中國制造向中國創(chuàng)造升級，帶來越來越多的升級總線的需 求。“總線式伺服要出現強勢增長”，需具備三個條件：性價比高的上位機；性價比高的總線伺服；產業(yè)升級的進一步旺盛。目前來看已具備了趨勢，市場對總線逐 漸從陌生，到認識，到接受，而很多上位機企業(yè)都在發(fā)展總線，相信最近幾年會迎來總線的一個爆發(fā)式增長。

  總線產品的安全問題基本上總線協(xié)議有做考慮，比如EtherCAT會考慮通訊的校驗，掉線等問題，伺服更多的是考慮在出現通訊故障情況下的處理，這個處 理與普通的故障處理邏輯是差不多的。當然為了提高系統(tǒng)的可靠性與安全性，有些上位機會做冗余處理，比如使用環(huán)網等。

兼容性、上位機有待加強
   另 一方面，目前總線標準眾多，客戶選擇困難。用戶更關心系統(tǒng)的易用性，可靠性，兼容性及成本。一些用戶尚未采用總線伺服，也是由于性價比以及高風險的因素 ——目前市場上總線產品兼容性有待加強，客戶選擇較少，這是目前總線伺服應用最大的問題；總線產品是新事物，產品本身成熟度不夠，客戶接受度有限；另外， 多數行業(yè)還不是剛需。

  對本土的伺服廠家來說，總線式伺服推廣又受制于與之匹配的上位機（客戶選擇主要看方案，方案中包括上位控制器與伺服，如果沒有有競爭力的上位機，總線伺 服是不好推廣的），而國內優(yōu)秀的上位機系統(tǒng)恰恰比較缺乏；目前，本土總線式伺服使用協(xié)議大多是第三方標準協(xié)議，推廣策略以進口替代為主，自己系統(tǒng)打包的形 式較少，這是本體企業(yè)無奈的發(fā)展模式。現今只有某些高端的設備使用進口品牌的總線伺服，其價格都比較高，原因主要是1、軸數眾多，總線是剛需；2、上位機 集成的工藝方案是剛需；如果本土總線式上位機，伺服，絕對值編碼器在成本與性能，包括易用性取得重大突破，并且可以提供打包的解決方案，行業(yè)變革將來臨。

IS620N系列EtherCAT總線伺服
   匯 川技術所有產品的初衷都是為了給客戶帶來價值，為客戶創(chuàng)造價值?？偩€式伺服的契機就是契合時代的發(fā)展需求。匯川技術EtherCAT伺服定位為匹配廣大優(yōu) 秀的上位機包括匯川技術自己的AM600中型PLC及IMC系列運動控制器，一起為客戶，尤其是先進制造業(yè)的客戶，帶來性價比高的系統(tǒng)解決方案，將總線產 品平民化，幫助推動總線應用的爆發(fā)，目前市場進展良好。

  同時在國內本土廠家中，匯川掌握了總線核心技術，并自制生產23bit多圈絕對值編碼器，綜合性價比高，值得期待。

   目前匯川主推IS620N系列EtherCAT總線伺服，該伺服借助EtherCAT總線技術的高實時性以及高帶寬結合我司伺服本身的高響應（1.2kHz速度環(huán)帶寬），可匹配匯川技術自主研發(fā)的23bit多圈絕對值編碼器電機，DDR電機等，結合第三方上位機，為雕銑機、印刷、包裝、光伏設備生產線、LED、鋰電設備等客戶產業(yè)升級提供解決方案，達到客戶滿意的效果。

清能德創(chuàng)
CoolDriveA8及CoolDriveR6 EtherCAT伺服系列
困惑與需求
   相比傳統(tǒng)伺服，總線式伺服通訊速率更快，精度更高，響應更快，非常適合工業(yè)機器人、印刷機械，數控高精度加工中心、高性能包裝機械等多軸控制系統(tǒng)的應用。

  就品牌而言，歐洲應用較早，目前主流總線通訊方式基本為歐洲企業(yè)提出，引領總線/以太網伺服的發(fā)展，成本上也更容易消化。同時，產品用量也大，又進一步降低成本，走入正循環(huán)，是目前眾多高端設備的首選。

  日本企業(yè)多開發(fā)自用總線協(xié)議，市場占有量較高，但近年才開始向其他伺服廠商開放，發(fā)展相對滯緩，喪失先機，需進行升級。中國總線/以太網伺服應用開始于 2000年后。眾多企業(yè)多從2010年才進入此市場，沿襲日系產品風格多年，升級研發(fā)工業(yè)總線或者以太網產品，需在軟件、接口、芯片、編碼器多方面重新考 量與設計并通過企業(yè)宣傳、樣機測試、企業(yè)方案展示培養(yǎng)客戶。

  另一方面，市場推動技術發(fā)展。例如機器人、高端數控機床、印刷機械，對伺服要求較高，眾多用戶要求伺服驅動器必須具備以太網功能。反過來看，目前機床行 業(yè)不大景氣，其中很重要的一個因素是同質化低成本產品眾多——是否需要提升性能，采用總線/以太網伺服，取決于終端用戶觀念的轉變。但任何機械行業(yè)往高端 走，總線/以太網伺服都將是優(yōu)勢選擇。

  目前以臺達、匯川、埃斯頓、邁信、新時達、清能德創(chuàng)等為代表的國內總線/以太網伺服優(yōu)異廠家雖對總線的理解不同，軟硬件及性能均有所差別。另一方面，這 些廠家都在某些層面同國外品牌競爭，通過技術熱度、本土服務優(yōu)勢、國外品牌同類產品的帶動，已在機器人、塑料機械、紡織機械等領域取得一定成果。一些企業(yè) 也正通過脈沖式伺服的渠道優(yōu)勢，通過降低總線/以太網伺服成本，讓原有客戶接受，以開拓市場；也有企業(yè)將產品應用于自身設備，通過設備與系統(tǒng)一起推向市 場。

機器人以太網伺服驅動器
   清能德創(chuàng)2012年便加入ETG組織，2013年清能德創(chuàng)成為第一家通過該組織國際標準認證的國內伺服企業(yè)。目前ETG組織在全世界范圍內會員超過 4000家，是擁有最多總線/以太網會員的組織。不僅包括伺服企業(yè)，還有眾多上位機、傳感器、IO配套企業(yè)，互聯(lián)選擇較多。對廠家來說也更方便。

  目前清能德創(chuàng)推出的以太網伺服驅動器主要有兩款：CoolDriveA8及CoolDriveR6。

  CoolDriveA8伺服系統(tǒng)達到國際領先水平。CoolDriveR6針對工業(yè)機器人市場量身打造，同目前通用伺服方案相比，最多可節(jié)省50%的安裝 空間。同時，CoolDriveR6加入速度、加速度前饋補償，力矩補償等補償算法，可較好地解決機器人本體在高速運行、快速定位時產生的振動，并且提高 機器人的動態(tài)特性。

   2015年，機器人領域對工業(yè)以太網需求依然旺盛。隨著行業(yè)發(fā)展，清能德創(chuàng)也將拓展新行業(yè)，針對新的行業(yè)推出通用伺服。

步科自動化
KincoFD系列總線伺服系統(tǒng)
設備升級的機會
   全面的網絡聯(lián)通化是智慧工廠的基本需求，總線式伺服在此舞臺可大施拳腳。因為只有應用現場總線連接的伺服系統(tǒng)，才能通過遠程接口給操作、搭建、診斷、服務和維護提供雙向通信。

   總線式伺服發(fā)展的挑戰(zhàn)在于通信規(guī)范化的需求，但是規(guī)范已經有了，例如“驅動配置文件”。步科自動化預計，2015年EtherCAT會快速發(fā) 展，Profinet也會隨西門子的持續(xù)市場推廣而發(fā)展，CANopen相比EtherCAT有成本優(yōu)勢，可選擇性更多，2015年將會取得較大程度的增 長。

   另一方面，現場總線的不利因素仍比有利因素多。現場總線仍被理解為一個比傳統(tǒng)方式更為昂貴的方案，特別對于CANopen而言。

   應用時，許多用戶不熟悉現場總線伺服，認為這是種先進的技術，所以成本昂貴，并且操作復雜。實際上，許多關于現場總線的討論都蜻蜓點水，沒有深究技術細 節(jié)。比如，有人說“CANopen對于高端的運控控制來說太慢了”，真相是：多達12軸的CANopenCNC同步應用能夠以4ms為一個周期，同步精度 高達2微秒。這相當于2臺使用2500線編碼器的伺服電機同時運行在3000RPM時，只有1inc的位置誤差（1inc=0.036度）。

   不過，客戶對總線的接受程度總體上越來越高，機器設備的升級將為總線發(fā)展帶來更多機會。

靈活選擇總線
   相 比一般伺服驅動器，現場總線伺服能完全由控制器控制，調整參數、診斷和維護，甚至固件也能通過現場總線升級。比如，終端客戶的一臺機器出現問題，機器的控 制器可直接自行診斷發(fā)生錯誤的伺服驅動器，還能遠程完成維護。另外，一個新的伺服驅動器進行電氣連接后，控制器能夠自動配置伺服驅動器使機器正常工作。

   除了現場總線伺服自身的特性有益于智慧工廠外，機器搭建者和系統(tǒng)設計者也會發(fā)現現場總線的一個重要優(yōu)點——簡化了機器的硬件設計，減少接線負擔。

   另外，終端用戶能夠感受到，使用現場總線后機器的靈活性和可靠性。

   目前應用范圍較為廣泛，不同層次的總線技術已應用了數十年。應用需求的不同（例如高速印刷機、簡單抓?。?，性能和成本決定了現場用哪種總線。

   甚至有低成本需求的客戶也可應用現場總線。例如CANopen解決方案的成本并不比傳統(tǒng)的脈沖控制成本高，對于2軸以上的設備來說，CANopen現場總線方案的成本更低，同時還能提供通信功能。

   當然，具體應用時，需注意機器的接線。不恰當接線會產生強電磁干擾，影響現場總線的通訊。

拓展EtherCAT及Profinet產品
   步科有完善的CANopen伺服和控制器產品線，可提供伺服或完整的解決方案。步科的Profibus-DP總線伺服產品，配合西門子等控制器在市場上穩(wěn)定應用多年。

   步科已經開發(fā)了EtherCAT方案，將來會提供EtherCAT和Profinet產品。

   步科的FD系列總線產品，支持標準CANopen，支持同步插補模式，支持BISS/SSI/NIKON等多種編碼器協(xié)議，同時可驅動直線和直驅伺服電機。

   FD系列總線產品已在瓦楞紙、LCD行業(yè)等多軸應用場合表現出色，在總線伺服市場應用中穩(wěn)居前列。

眾為興
EM系列EM3S總線伺服驅動器
優(yōu)勢
   總 線式伺服驅動器高速發(fā)展主要受兩方面推動：總線式伺服驅動器本身的便利性及市場的需求。目前國家正處于產業(yè)轉型升級重要階段，眾多設備為單機，亟需升級。 另一方面，目前通訊方式百花齊放，一些通訊平臺還相對封閉；同時受限于價格及應用基礎難度，產業(yè)縱深發(fā)展還需時間。此外，客戶群改變（以前客戶群多為設備 廠商，現在多面向系統(tǒng)集成商），需重新打通渠道。

國內企業(yè)的機會
   行業(yè)現狀是：歐洲廠商伺服基本采用總線/工業(yè)以太網方式。國內90年代起便采用較底層的232、485等通訊方式，真正開發(fā)總線/以太網產品卻是近年開始。國內企業(yè)大多同國外品牌競爭，國內同行交鋒較少。

   相比國外總線伺服廠家，國內企業(yè)服務、價格有明顯優(yōu)勢。其他機會還在于：攜手國內企業(yè)推進產業(yè)，替代國外品牌產品；引導脈沖市場客戶升級換代；開辟新興市場。

   需注意，企業(yè)定位很大程度決定了總線/以太網伺服的性能，定位低達不到總線要求，定位高企業(yè)開發(fā)與推廣則需更高要求。

   同時，總線/以太網產品需從系統(tǒng)層去考慮。目前用戶更多關注全套解決方案，包括性能和預期的要求、服務體系等，而不再一味追求成本。企業(yè)需全方位創(chuàng)新實現穩(wěn)健發(fā)展。

擴展性與量體裁衣
   目前眾為興既提供總線式伺服，也提供脈沖式伺服?？偩€伺服產品主要為EM系列EM3S總線伺服驅動器。該系列支持多種主流實時工業(yè)以太網，多種編碼器接口，產品性能卓越。

   建設總線式伺服上，主要有幾個方向：

   一、著手新產品開發(fā)。包括更全面的功率，納入一些非主流總線通訊，讓產品更具擴展性。

   二、由于不同行業(yè)具有不同工藝需求,例如3C行業(yè)對設備的響應性、同步性要求較高，金屬加工設備更多考慮加工的精確度、路徑規(guī)劃等內容，眾為興會根據行業(yè)工藝與需求，量體裁衣，提供合適功能產品，幫用戶提高效率，節(jié)省成本。

   三、眾為興聚焦機器人、包裝、3C及一些新興行業(yè)。這些行業(yè)總線用量較大，成長也較快。眾為興以整體打包方案或者技術配套方案深入。不僅提供總線式驅動產品，還提供總線

   式上位機等產品。例如，機器人領域，眾為興提供驅動到PLC到電機的全套方案。

   四、與業(yè)界優(yōu)秀企業(yè)合作。例如眾為興與貝加萊合作，結合其優(yōu)異總線控制器去開發(fā)項目，達到更佳效果。

   五、加大研發(fā)、營銷和服務的投入，及時響應客戶需求。目前眾為興也在積極拓展海外渠道，在中東、印度等地區(qū)與國家都取得一定成效。

“3.0”階段產品
   落實到“智能制造2025”,“工業(yè)4.0”。總線式驅動可在自動化層面為智能化及人機交互提供基礎。制造業(yè)從“1.0”、“2.0”向“3.0”、“4.0”過渡，突出表現在替代人工，產線互聯(lián)，生產更智能?？偩€式驅動可使整條產線更方便更智能，擁有更開放的擴展性。

合信技術
H系列EtherCAT/CANopen伺服驅動系統(tǒng)
五大優(yōu)勢
  總線式解決方案，相比傳統(tǒng)脈沖方案，優(yōu)勢突出。   首先，總線伺服驅動接線布線簡單。傳統(tǒng)脈沖方案單軸接線要十根以上，若增加反饋模塊，還需加線，工作量大?？偩€式伺服一般兩根通線即可，非常方便。

  其次，總線方式精度高，通信信號干擾少，也不易出現信號偏移，具有高可靠性。

  第三點，總線方式可降低系統(tǒng)總成本。無需板卡或者軸等硬件，伺服軸數量越多，性價比優(yōu)勢越凸顯。

  第四點，易于擴張。以前加軸需加模塊，現在加網線即可。

  此外，總線方式可實現遠距離控制。LED/拋光等設備產線較長的，采用脈沖方式，需分底式控制，總線方式則不需要，并且網線長度可達五十甚至一百米，后期維護也方便。

  作為“互聯(lián)網+”及“工業(yè)4.0”底層產品，總線式伺服，勢在必行。

提供總線式完整解決方案
  目前合信自動化伺服系列既支持脈沖也支持RS-485、CANopen、EtherCAT多種總線通訊方式。其中EtherCAT總線產品傳輸速率最高可達100Mbps，特別適合多軸控制系統(tǒng)的應用。

  此外，有別于單一總線產品提供商，合信自動化不僅提供伺服產品，還提供自主研發(fā)的上位機（人機界面、PLC）等，為用戶提供整體解決方案，消除用戶對總線 式產品的“兼容性”顧慮，并降低成本——相較日/歐系EtherCAT總線產品，合信總線伺服產品售價低20%-30%。

  合信自動化2010年起便著手總線式伺服產品的研發(fā)，13年正式推出H系列EtherCAT、CANopen伺服驅動系統(tǒng)。除芯片，二系列產品主站代碼等 都為合信自主研發(fā)。目前此二系列已在紡織機械、印刷機械、電子設備、玻璃及木工機械等行業(yè)設備的多軸控制系統(tǒng)中得到成功應用。

  例如，紡織經編機軸數較多。脈沖方案接線多，模塊占用空間大。合信自動化總線式方案只需一根網線串聯(lián)，主控系統(tǒng)體積小，性能與國外品牌齊平。

  中空玻璃自動涂膠機控制系統(tǒng)較龐大，I/O點數較多，合信提供總線式整套方案。配合中型PLC實現控制，可保證高速運行效率。

  繞線機領域，合信自動化根據用戶需求既提供脈沖方案，也提供EtherCAT方案。

  水鉆自動磨拋機領域。單機設備軸數約為十七個，合信可通過單體控制系統(tǒng)，一根總線實現長距離電柜之間的連接。

創(chuàng)新，讓控制更簡單
  目前合信正著手新機型的研發(fā)與傳統(tǒng)機型的改造升級，并投入銷售額的12%-15%進行研發(fā)，遠遠高出業(yè)界水準。合信技術預計在6月中旬正式推出麥控星云物聯(lián)網云平臺，該平臺采用128bits的動態(tài)數據加密模式，是合信技術自主研發(fā)的一款開放、穩(wěn)定、安全的物聯(lián)網云平臺。

  同時，合信技術麥控星云平臺提供Android及IOS、PC客戶端，并提供開放的接口與ERP等第三方軟件實現連接，真正讓每一臺設備都在物聯(lián)網中，隨時隨地互聯(lián)互通。這也將是合信技術貫徹“讓控制更簡單”的工控夢想的又一里程碑的創(chuàng)舉！