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기술리포트

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미쓰비시전기의 FA기술에 관한 정보 및 비지니스에 도움이 되는 각종 리포트 칼럼을 소개합니다.

 

신제품 리포트 Vol. 10
MELSEC iQ-R 시리즈 서보 시스템 컨트롤러

요지

생산 시스템이 대규모ㆍ복잡화되는 한편, 생산과 관련된 TCO(Total Cost of Ownership) 절감, 설비 택-타임 단축 및 가동률 향상은 더욱 더 중요한 과제가 되고 있습니다. 이러한 시장 환경에 대응하기 위해 미쓰비시전기 서보 시스템 컨트롤러는 플랫폼을 혁신적으로 바꾼 "MELSEC iQ-R 시리즈"에 대응하게 되었습니다.
이 서보 시스템 컨트롤러의 특징을 소개합니다.

(1) 유닛 간 버스의 고속 시리얼화에 의해 데이터 교신을 크게 고속화하고 모션 처리 타이밍을 동기하는 구조를 도입하여, 섬세하고 정밀도 높은 모션 제어와 대규모 다축 동기 시스템을 구축하게
되었습니다.

(2) 처리 엔진을 SoC(System on Chip)화하여 고속화와 비용 절감을 실현하였으며, SD 메모리 카드도 지원하여 대량의 레시피 데이터 및 생산 정보 로그에 의해 다품종 생산에 대응할 수 있게 하였으며 데이터 트레이스도 강화하였습니다.

(3) 펑션 블록(FB) 및 애드 온 기능에 의해 응용 프로그램을 부품화, 패키지화하는 구조를 도입하여 장치 시작 작업 시간 절감을 도모하였습니다.

(4) 엔지니어링 소프트웨어는 PLC CPU용 소프트웨어 "GX Works3"에 다양한 모션 제어를 설정할 수 있는 기능을 탑재하였습니다.

이러한 기능ㆍ성능 향상에 의해 지금까지의 서보 시스템 컨트롤러를 집대성한 제품으로 재탄생하게 되었습니다.

MELSEC iQ-R 모션 CPU 유닛과 심플 모션 유닛

당사 서보 시스템 컨트롤러는 크게 나누어 모션 CPU 유닛과 심플 모션 유닛의 2종류가 있습니다.
MELSEC iQ-R 시리즈는 고속 버스를 지원하는 신개발 고속 SoC에 의해 기존의 "MELSEC Q 시리즈"보다 1.8배 ~ 4배 고속화하였으며, MELSEC Q 시리즈와 인터페이스를 공통으로 사용할 수 있게 하였습니다.
"MELSERVO J4 시리즈" 및 GX Works3, MT Works2의 조합에 의해 최적화된 생산성 향상 솔루션을 제공합니다.

1. 머리말

당사의 서보 시스템 컨트롤러는 MELSEC Q 시리즈(이하, "Q 시리즈")의 멀티 CPU 시스템에 의한 분산 제어(2000년), "iQ Platform"의 CPU 간 통신 고속화 (2007년), 위치결정 기능과 동기 제어의 계층 초월화(2010년), AC 서보 MELSERVO J4 시리즈 대응(2012년) 등 진화를 계속해 왔습니다.
또한, 대규모 시스템용 모션 CPU 유닛과 중/소규모 시스템용 심플 모션 유닛의 컨트롤러를 라인 업 하여 각 특징을 유지하면서 발전해 왔습니다(그림 1).

그림 1. 서보 시스템 컨트롤러의 종류와 용도


모션 CPU 유닛은 PLC CPU 유닛과 조합한 당사 고유의 멀티 CPU 시스템을 구성하고 있으며, 모션 제어와 시퀀스 제어에서 부하를 각 CPU 유닛에 분산시킴으로써 안정된 시퀀스 제어와 고정밀도/고응답 모션 제어를 실현하고 있습니다. 또한, 사용자는 소프트웨어를 버전 업하면 새로 추가된 새로운 기능을 이용할 수 있습니다.
또한, 심플 모션 유닛은 PLC CPU 유닛에서 직접 제어할 수 있는 위치결정 유닛의 편리성을 그대로 계승하면서 동기 제어 및 속도ㆍ토크 제어가 가능하도록 고기능화하여, 첨단 모션 제어를 간편하게 실현할 수 있다는 점에서 시장에서 호평을 받고 있습니다.
이 2종류의 제품 구성에 의해 시장의 다양한 요구에 대응해 왔지만, 최근 장치 제어의 첨단화 및 장치 개발 기간 단축에 의해 다음과 같은 시장의 요구도 표면화하고 있습니다.

(1) 모션 연산 처리의 보다 높은 응답 속도 실현 및 제어 데이터의 복잡화ㆍ대용량화에 대한 대응

(2) PLC CPU 유닛과의 협조 제어를 위한 데이터 교신 지연 시간 절감과 처리량 향상

(3) 제어 내용(응용 프로그램)의 표준화ㆍ패키지화

(4) 실제 기기나 PC가 없는 환경에서의 디버그 용이성 향상

이러한 과제를 해결하기 위해 MELSEC iQ-R 시리즈는 신개발 SoC를 탑재하여, 고속 시스템 버스 및 SD 메모리 카드에 대응합니다.
또한, 펑션 블록(FB) 및 애드 온기능에 의한 애플리케이션 표준화 구조를 구축하였습니다.
특히 엔지니어링 소프트웨어는 시뮬레이션 기능 및 데이터 트레이스 기능이 더욱 확충되었습니다.
본고에서는 각 개요 및 특징에 대해 설명합니다.

참고문헌

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