SICK HIPERFACE DSL｜为 LTI Motion 的伺服控制器实现可扩展的电力性能与安全性能

自从 SICK 的数字电机反馈接口 HIPERFACE DSL (HDSL) 上市后，LTI Motion GmbH 公司就成为了电动驱动技术中单电缆解决方案的引领者之一。在扩建多轴自动化系统 SystemOne CM 的过程中，该公司已开发出了第一个纯粹的具有 HDSL 功能的伺服控制器，这样再结合具有 HDSL 功能的电机反馈系统可实现额定电流范围在 1.5 至 45 安培的数字单电缆技术。

借此，该公司成为了全球大约 50 至 60 家决定采用数字单电缆技术 HIPERFACE DSL 的驱动控制器制造商之一。自从上市后，该技术就作为市场标准强势地巩固了自己的地位--即使在大约一年半之前开放接口之后，它的成功地位也并未有任何动摇。

“目前在市场上尚未有其他单电缆解决方案能有如此重要的角色”，LTI Motion 公司电机技术产品经理 Jörg Bender 先生（工程硕士）肯定地说道。“这还在于，HDSL 是采用真正的单电缆技术，也就是说，只有两根导线用于传输电力和数据，也是目前唯一的能够实现协调型系统与通信理念（从编码器途经插头和混合电缆再到控制器）的解决方案。

另外，相比较其他接口方案，数据通信让电缆不再厚重。因此，针对有电缆压盖的情况，在拖链适用性以及弯曲半径方面具有明显的集成优势。”HDSL 的另一个有利方面是，它能够为可评估达到 SIL3 级的接口保障功能安全性。

 

“在 LTI Motion，我们早就已经在研究电机反馈的安全问题，并且也是第一批针对 HDSL 通过 TÜV Rheinland 认证机构安全性验收的驱动控制器制造商和驱动系统供应商”，LTI Motion 公司安全技术产品经理 Julian Marc Bodem 先生（工程硕士）解释道。“如今我们作为先驱角色已经从中获利。HDSL 已经认证为达到 SIL3 等级的接口。借此可以实现可扩展的方案，无论是使用目前几乎只有 SICK 才能提供的 SIL2 级 HDSL 编码器，还是采取带有附加冗余编码器的 SIL3 级解决方案。特别是中小型机器制造商，他们虽然只能在有限的范围内使用自主的安全专有技术，但是在此可以利用我们专有的安全技术，结合整个多轴自动化系统 SystemOne CM 安全地开展业务。”

LTI Motion 借助 SystemOne CM 立足于最大化集成的性能和 HDSL

LTI Motion 拥有丰富的模块化互补产品和服务组合。LTI Motion 的客户，其中包括来自机床制造、内部物流、包装技术、纺织技术、改型技术和木材行业的客户，都需求具有卓越的动态性和精确性的系统。同时，对紧凑性、简易性、安全性和经济性也提出了最高要求。利用 SystemOne CM，LTI Motion 可以在多轴系统中实现这些要求，以保证安全的自动化解决方案。

“我们在 SystemOne CM 中集成了一个运动控制器、一个安全控制器、一个中央供电单元和多轴控制器，用于一个自动化系统，该系统是其所在级别中最紧凑的。开关柜中的空间需求减少了 30% 至 40%。这通过高度的集成度实现：小体积中使用专用集成电路，大体积中则布置双轴和三轴控制器。从而明显减少开关柜中必需的组件数量，并简化安装，这是可用于单电缆技术的一项优势。

此外，SystemOne CM 的动态性和精确性都非常高。例如，在速度达到每分钟 8,000 次循环的高速定位任务中，以微米范围的精度运行”，Jörg Bender 说道。

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采用“HDSL only”设计的伺服控制器

最新一代紧凑型多轴伺服控制器LTI Motion 公司在 ServoOne CM 中延续了“HDSL only”设计理念，摒弃了额外的编码器输入端（但也可以选配）。

“我们借此实现了真正的经济型系统，相比较传统编码器系统，该系统从电机电缆的第一米开始就开始节省真金白银”，Jörg Bender 如此说道。“我们从投资成本方面就开始节省，因为我们放弃了需要多重编码器接口的整个电路技术。而且在投资成本方面所取得的经济优势远不止于此——这更是因为 HDSL 在性能方面也具有明显的优势。例如，单电缆技术非常有利于机器人技术，因为其简化了可移动组件的布线，并且可以取消机器人底座中收集所有编码器信号的常用编码器盒。

另一个不得不提的方面是实际的机器人机械装置。用于引导导线的空间通常非常有限，或者例如在协作机器人中，必须在机器人结构中引导电缆。如果只有一根电缆必须通过狭窄的开口进行铺设，那么就已经是决定性的优势。而且在其他区域也可能难以为电机布线。诸如在真空技术中的应用也属于这种，或者在不锈钢外壳中的套管。这两种情况下，花费以及可用性风险都会随着电缆数量变多而增加。在此使用单电缆技术可以最大程度减少套管数量。这样另外的用户就能够主要关注其设备的可用性。在使用同步移动轴的应用中，例如在机床或处理系统中，重要的是最大可实现的拖链适用性以及移动电缆的弯曲半径：其既不得影响运动机构的动态性，也不能导致电缆断裂，进而影响机器可用性。

因此采用 HDSL 的多轴伺服控制器 ServoOne CM 的方案极具前瞻性——在功能安全性方面而言也是如此。

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HDSL 连接控制器和驱动器的安全功能

LTI Motion 公司的 ServoOne CM 和电机系列 LSX 几乎支持目前可用的 HDSL 电机反馈系统（具有安全功能）的整个产品系列。

“驱动控制器已经提供了标准规格 安全转矩关闭功能（STO） 和 安全制动控制 (SBC)”，Julian Marc Bodem 说道。还可以选择集成其他安全功能，例如：安全停止 1 (SS1)、安全停止 2 (SS2)、安全操作停止功能（SOS）、安全方向 (SDI)、安全限位 (SLP) 等等。借助 SICK 的电机反馈系统，LTI Motion 提供符合应用和防护性能等级且达到 SIL2 级的认证编码器——适合用于带防护罩机器与设备中的驱动解决方案，以及监控压力机的弯曲机器。

“驱动技术安全对于机械制造商、系统集成商和运营商而言仍然是最重要的主题”，Julian Marc Bodem 对于未来发展评价道。“并不是要增加或减少安全性，而是通过技术方法持续不断地进一步发展相应的安全技术水平。因此，对 LTI Motion 这类驱动控制器制造商的安全专有技术要求也在提高，因为中小型机械制造商缺乏相关人才，以便在这方面持续保持竞争力。”

同时，LTI Motion 利用大量安全专有技术，以便就此开发出特殊的解决方案--例如：在一个多轴控制器中安全无误地分配多个轴 ID。

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SICK 公司的 HDSL 产品组合继续蓬勃发展

LTI Motion 未来也将继续依赖于 SICK 的数字单电缆技术和具有 HDSL 功能的电机反馈系统。

“保证这一趋势持续发展的原因是，一方面我们多年以来在 HDSL 领域一直保持着良好的合作，另一方面是与性能匹配的产品可用性。在此，即使 HDSL 接口已经开放，其他供应商也始终难以与我们竞争。”

这也是因为，迄今为止实际上就只有两家供应商获得了许可证。在其他供应商好像还未突破起点之时，SICK 就已经站在了下一次创新之门的前面：全新的电机反馈系统 AD35，有单圈和多圈型规格，带安全功能，分辨率为 24 位，还拥有集线器连通性传感器。LTI Motion 公司已经迫不及待地期待着全新 HDSL 编码器...