台灣脈動運用串列式通訊助工廠打造自動化設備

台灣脈動產品經理賴硯楓。

根據經濟部統計，近十年台灣機械設備業營業收入增加新台幣3,155億元，10年間平均每年成長3.3%，明顯高於製造業平均增幅1.7%。由此數據可看出，全球製造生產對智慧化及自動化設備升級需求確實存在，且需求力道比過去有顯著成長。針對產業趨勢，台灣脈動產品經理賴硯楓指出，在全新的智慧生產架構下，打造流程自動化的生產設備勢在必行，因此台灣脈動將因應客戶需求，建議幾種智慧化發展路線。

賴硯楓分享智慧製造之於設備業的幾點產業觀察，第一是不同的企業轉型規模會採取不同的路徑；其二是在擴充新的智造化機能設備，而非將原產線機台砍掉重練；第三個要素是將數位化元素整合在既有的架構中，快速有效率地整合所有自動化系統；以及最後一點是期望設備的擴充導入，能具體降低自動化的建置成本。

在此需求之下，台灣脈動建議幾種可行的方案，第一種策略是自動化機械設備具有認知能力，可連接更多感測器、視覺檢測，讓人工操作負擔減輕。第二種策略則是把機械自動化的程度極大化，機器人成為新型態的協同作業設備。第三類則是建構虛實整合的數位模擬真實狀態，讓工廠得以在開發初期，就預先模擬以預先修正設計。

賴硯楓接著說，製造業者若希望達到上述三大目標，運用串列式通訊控制技術，是打造出自動化設備的最佳途徑。串列式通訊可控制系統，並節省配線讓擴充更彈性，而且能夠以模組化的方式建立，以取代大型集中式的控制系統。模組化的系統還能增加強韌性，如果單一的控制單元損壞時，還不至於影響到整個控制系統。

至於要在工廠內部署串列式通訊可以怎麼做？過去主要是透過以下幾種方案，第一是EtherCAT架構在乙太網路上的工業即時通訊總線，另一是導入Motionnet高速串列的通訊系統，又或是運用Ethernet架構在乙太網路上的Motionnet通訊系統，即今天所要介紹的主題，Ethernet結合Motionnet串列式通訊助工廠打造自動化設備。

賴硯楓觀察，Motionnet通訊系統因具備許多優勢而成為業界的首選方案，原因是Motionnet可藉由數位傳輸並加入錯誤檢測碼的機制，以減少雜訊干擾。另一特點是最多可同時進行64軸運動控制、2048點的I/O控制擴充能功能，大約在0.97ms內完成2,048點資料更新通訊週期時間，最高可達15.1 μsec/module資料傳輸速度。而且還能擴充20種動作模式，可任意做到2軸圓弧補間、直線補間。但往往電腦中央處理器及晶片組的世代變遷，以及作業系統版本迭譯，以PCI Express控制介面的Motionnet，往往會是工廠或設備商的隱憂，頻繁的系統變異將會使得設備更難以維護。有鑑於此，台灣脈動提出一套解決方案，整合Motionnet與Ethernet於同一控制器，透過Ethernet串連Motionnet，解決上述難題，可說是設備擴充自動化最適合的通訊協協定。

工廠下一步若想透過Ethernet打造自動化設備，台灣脈動提供ETH-L132解決控制器，本身即是Stand-alone控制器，不會額外消耗IPC CPU資源，而且具備即時作業系統核心，可達到時間準確控制，實時掌握驅動IO及軸控的執行狀況。

賴硯楓還提到ETH-L132可解決IPC世代更換及相容不足問題，加上可跨平台，藉由Web GUI快速設定IO、Windows XP, 7, 10、Linux等相關開發跟診斷工具。台灣脈動致力幫助工廠在既有架構中快速整合所有自動化系統，讓擴充智造化設備不再是難事。