Part 3: How to choose the Ideal Servo Drive for your Machine?

직렬 인터페이스

직렬 통신 링크에는 여러 가지 유형이 있습니다. 직렬 링크는 저렴하고 라이선스가 필요하지 않으므로 사용자 지정할 수 있습니다. 일반적으로 드라이브 구성 및 문제 해결에 사용됩니다.

RS-232와 같은 직렬 데이터 링크는 도입 당시에는 효과적이었지만 케이블 연결 수와 속도가 제한적이었습니다. 싱글 엔드 신호에 의존하기 때문에 산업 환경에서 문제가 되는 전자 노이즈에 취약합니다. 후속 표준인 RS-422에서는 차동 신호가 사용되어 노이즈 내성이 향상되었습니다. 또한 훨씬 더 빠르며 더 긴 케이블 연결을 지원합니다. 따라서 높은 신뢰성이 요구되는 항공우주 및 자동차 애플리케이션에서 더 일반적으로 사용됩니다. 두 경우 모두 RS-232와 RS-422는 지점 간 링크이며 하나의 장치에만 주소를 지정할 수 있습니다. 직렬 주소 지정이 추가된 RS-485 표준 덕분에 단일 터미널에서 여러 장치와 통신할 수 있게 되었습니다. 초기에 인기를 끌었던 RS-485는 대부분 산업용 이더넷으로 대체되었습니다.

USB는 빠른 속도와 낮은 전력 요구 사항에도 불구하고 길이 제한과 노이즈에 취약하기 때문에 산업용 애플리케이션에는 적합하지 않습니다.

 

디지털 네트워킹 [또는 산업용 이더넷?]

PLC, 모션 컨트롤러, 드라이브, 센서 등과 같은 디지털 구성 요소 간의 독립적으로 주소 지정이 가능한 고속 네트워크 통신을 지원하는 여러 디지털 통신 프로토콜이 개발되었습니다. 클래식 이더넷은 최선의 노력을 제공합니다. 산업용 이더넷 솔루션은 고속 최적화를 지원하도록 수정되었습니다.

데이터 전송 방식, 속도, 지터, 토폴로지, 노드 수에 따라 표준이 다릅니다. 연결성은 모션 시스템을 최적화합니다. 예를 들어, 높은 수준의 동기화가 필요하지 않은 애플리케이션의 경우 CAN과 같은 필드버스로도 충분한 성능을 제공할 수 있습니다. 역운동학처럼 매우 복잡한 모션의 경우 EtherCAT과 같은 고속, 저지터 프로토콜이 필요합니다. 프로토콜 선택은 비용과 유연성에도 영향을 미칠 수 있습니다. 이더넷/IP 및 ProfiNET과 같은 독점 프로토콜은 라이선스 비용이 수반되며 OEM이 제한된 수의 솔루션에 종속됩니다. 반면, CANopen 및 EtherCAT과 같은 개방형 프로토콜은 무료로 사용할 수 있으며 사용자가 여러 옵션 중에서 자유롭게 선택할 수 있습니다.

 

직렬 통신 링크와 병렬로 상위 수준의 기계 네트워크를 작동할 수 있습니다. 기계의 PLC, 모션 컨트롤러, 드라이브 및 센서 간의 통신에 EtherCAT 프로토콜을 사용할 수 있습니다. 엔지니어링은 드라이브의 문제를 해결하거나 신호를 관찰하기 위해 백그라운드에서 RS-422를 통해 직렬 통신을 실행할 수 있습니다. 기계 네트워크에 간섭하지 않습니다.

 

드라이브는 특정 프로토콜 또는 통신 링크와의 호환성이 필수적입니다. 또한 시스템의 인코더, 리졸버 및 기타 유형의 센서와도 호환되어야 합니다. 드라이브가 센서의 신호를 읽을 수 있는지(그리고 센서 출력 드라이버가 드라이브에 등록할 수 있을 만큼 강력한 신호를 제공하도록 선택되어 있는지) 확인합니다.

 

크기 및 폼 팩터

성능에 집중하기는 쉽지만 드라이브가 시스템에 맞지 않는다면 별 소용이 없습니다. 전자 장치를 선택하기 전에 기계적 설계가 확정된 경우 문제가 있을 수 있습니다. 일반적으로 전력이 클수록 드라이브도 커집니다. 비효율적인 드라이브는 수동적이든 능동적이든 관리해야 하는 폐열을 발생시킵니다. 이로 인해 더 많은 공간, 전력, 예산이 소모됩니다. 공간 제약이 있는 애플리케이션의 경우 고효율, 고출력 밀도 드라이브를 선택하세요.

 

드라이브는 하우징형 및 보드 레벨 설계로 제공됩니다. 내장형 드라이브는 중앙 캐비닛에 설치하거나 분산 제어 시스템의 기계 외부에 설치할 수 있습니다. 드라이브는 OEM이 맞춤형 PCB에 통합할 수 있는 형태로도 제공됩니다. 이를 통해 2축이든 20축이든 애플리케이션에 최적으로 맞는 통합 드라이브 솔루션을 구현할 수 있습니다. 이 접근 방식은 더 많은 기술이 필요하지만 보드 레벨 접근 방식은 로봇 공학, 의료 진단 및 항공 우주와 같은 특수 애플리케이션을 위한 혁신적인 설계를 지원합니다.

 

하우징형 드라이브는 설치가 용이한 별도의 장치입니다(왼쪽). 보드 레벨 드라이브(오른쪽)는 PCB에 설치할 수 있으므로 설계에서 가능한 사용자 지정 및 혁신의 수준을 높일 수 있습니다.