先進自動化控制順應智慧製造新趨勢

台灣歐姆龍運動控制產品經理 & 技術解決方案經理 李文駿

探究智慧製造的新趨勢，主要有四個背景因素，分別是「全球化競爭」(成本削減、Lead Time縮短、生產速度提升)、「顧客」(品質、追蹤管理、製造者責任)、「安心‧安全」(可靠、穩定、認證)，及「生產現場」(生產Tact Time縮短、安定操作、性能改善)。

台灣歐姆龍(OMRON)運動控制產品經理暨技術解決方案經理李文駿指出，依據上述趨勢，可以明顯歸納出，智慧製造的新趨勢，即不外乎具備了效率、安全、高精度、高附加價值等四大特色；為呼應這般趨勢，該公司所提出的SYSMAC NJ自動控制解決方案，即鎖定了「高速」、「確實」、「簡單」等主要特質。

所謂「高速」，簡言之，即是訴求最快週期20ms；「確實」，講求的是生產資料的正確傳遞；「簡單」，訴諸通訊程式無需撰寫，藉此降低出錯機率、縮短出貨週期。在此前提下，SYSMAC可確保製造裝置直連SQL Server等系統，不必借助任何轉換器。

單一控制器連通一切
李文駿強調，SYSMAC系統同時採用符合IEC、ISO及SEMI規範支持的EtherNet/IP及EtherCAT，能高速連接多種控制裝置；而EtherNet/IP及EtherCAT採用100BASE-TX的EtherNet硬體架構，以及符合IEEE 802.3的訊框，具有良好的抗電磁干擾特性，可高速且正確地傳遞生產資料。

上述種種，即呼應「高速」與「確實」等兩項特質。至於另一特質「簡單」，則倚靠三個「One」來實現，分別是One Control、One Software與One Connection。有關One Control，係將PLC、Motion、視覺、安全控制元件予以整合，成為兼具高精度、高速的安全可靠控制系統，正因如此，原本需要按運動、Robot、I/O及上位等不同控制器所切分的複雜網路架構，可統合為EtherNet無縫高速網路架構，此外，原先資料交換複雜需撰寫程式、網路速度不一致、資料交換同期性不佳等積弊，也通通一掃而空，成為無需撰寫程式、網路速度一致(100Mbps)、資料交換同期性佳(0.5ms)。

有關One Software，則仰賴SYSMAC Studio圖形化設定畫面加以驅動，可有效縮短控制器、網路、連線裝置設定時間，並讓程式開發環境一律符合IEC-61131-3標準，一切程式皆由PLC Open運動控制功能方塊所組成，另提供3D模擬功能，凡事不必等到上線測試，才知道有無干涉現象。

此外，One Connection則如前所述，一律採用乙太網路架構之工業用開放標準，以無縫方式連接機械內部的控制網路，及機械與工廠之間的網路，將所有機器結合為高速網路架構。而SYSMAC另可提供FH視覺對位、ZW變位Sensor等實用功能。

李文駿表示，歐姆龍另也推出整合了PLC邏輯運算、Motion控制、資料控制的全新「機器核心自動化控制器」－SYSMAC NJ，訴求為真正可編輯程式的Motion運動控制器，使PLC邏輯運算單元不再與Motion運動單元分別獨立，可同時執行相同任務。

此外，SYSMAC NJ系列控制器還可確保PLC-MC Task同期，意即IEC主Task程式與MC，均可在EtherCAT週期時間內執行完成，在此過程中，NJ程式係為準確達到同期的關鍵樞紐。

李文駿指出，EtherCAT可藉由分散時鐘調整，達到精確的同期控制，可有效補償微小的誤差擾動，有助於實現穩定的雙動龍門控制、電子凸輪操作，以及生產線視覺檢測與Delta Robot取放。