總部位於德國安貝格的 Baumann GmbH 專為汽車零部件供應以及電子、製zhi藥yao和he醫yi療liao技ji術shu行xing業ye等deng各ge個ge領ling域yu開kai發fa和he製zhi造zao交jiao鑰yao匙chi自zi動dong化hua係xi統tong。這zhe些xie係xi統tong涵han蓋gai從cong機ji器qi人ren工gong作zuo站zhan到dao全quan自zi動dong生sheng產chan線xian整zheng線xian設she備bei。產chan品pin係xi列lie中zhong的de模mo塊kuai化hua測ce試shi係xi統tong是shi一yi種zhong麵mian向xiang電dian池chi電dian芯xin、模組及電池包測試台架以及電力電子設備等測試應用場景的柔性解決方案。倍福基於 PC 的控製技術為係統緊湊設計與開放式架構提供了核心基礎，尤其是 EJ 係列 EtherCAT 插拔式模塊 與 ELM 係列的 EtherCAT 測量端子模塊在係統中的應用。
Baumann 自 2005 年起就一直采用倍福基於 PC 和 EtherCAT 的控製技術作為其測試係統的核心解決方案。據 Baumann 公司標準解決方案與產品負責人 Jörg Seybold 介(jie)紹(shao)，選(xuan)擇(ze)該(gai)係(xi)統(tong)的(de)決(jue)定(ding)性(xing)因(yin)素(su)不(bu)僅(jin)在(zai)於(yu)其(qi)性(xing)能(neng)，更(geng)在(zai)於(yu)其(qi)多(duo)樣(yang)化(hua)的(de)接(jie)口(kou)與(yu)開(kai)放(fang)架(jia)構(gou)，這(zhe)種(zhong)特(te)性(xing)既(ji)能(neng)集(ji)成(cheng)各(ge)類(lei)測(ce)量(liang)設(she)備(bei)，又(you)能(neng)實(shi)現(xian)與(yu)上(shang)級(ji)係(xi)統(tong)及(ji)互(hu)聯(lian)網(wang)之(zhi)間(jian)的(de)高(gao)效(xiao)通(tong)信(xin)。
01
汽車測試係統的特定要求
電動汽車技術不僅正在徹底革新汽車行業的生產工藝，更推動著相關測試技術迎來一場顛覆性變革。Jörg Seybold 解釋道：“zaiqichechanyelingyu，yiwangkaifayikuanxinchanpinwangwangxuyaolijingshunianzhijiu，erjin，suizhedianchijishudechixuyanjin，qichechanpindediedaisuduxianzhujiakuai，shenzhidadaolemeijidugengxinyicidechengdu。zheyiweizhewomenbixuweikehukaifamokuaihua、可擴展且具備快速適配能力的測試係統。基於上述背景誕生的 MTS 係統成功將完整的測試係統集成在一個結構緊湊的控製櫃內，意味著它能夠輕鬆取代需要多達五個控製櫃的傳統係統。”
除具備占地麵積小的優勢外，MTS 係統還能幫助用戶節省大量時間：麵對新的應用場景，測試係統無需再花費數周時間進行升級改造。憑借基於 19 英寸抽拉式工業 PC 實shi現xian的de模mo塊kuai化hua架jia構gou設she計ji以yi及ji即ji插cha即ji用yong功gong能neng，該gai係xi統tong係xi統tong能neng夠gou快kuai速su又you靈ling活huo地di響xiang應ying各ge類lei變bian化hua。通tong常chang情qing況kuang下xia，相xiang關guan操cao作zuo可ke由you最zui終zhong用yong戶hu自zi行xing完wan成cheng，無wu需xu Baumann 公司介入。“係統的測量範圍極為寬廣。在電流測量方麵，其量程覆蓋了從幾微安至幾百安區間。電壓測量的量程範圍同樣廣泛，不僅能夠進行 4.2 V 電芯電壓的精確測量，還可開展 1000 V 範圍內的相關測試，例如針對完整的卡車電池儲能係統所進行的測試。”Jörg Seybold 解釋道。
通過 CP2924 多點觸控控製麵板，急事是複雜的圖表和測試序列，也能在 24 英寸顯示屏上清晰呈現，同時支持按需手動執行測試任務
在 MTS 係統中，這一功能通過 CCU（控製與通信單元）和 PDU（電源分配單元）這兩個基礎模塊實現，同時可以根據實際需求靈活選配 MDU（測量分配單元）、HVDU（高壓分配單元）以及 HCDU（大電流分配單元）組件，以確保係統能夠適應多樣化的應用場景。此外，Baumann 還提供一套測試框架，用戶可輕鬆適配其個性化測試配方和測試序列，並通過倍福適合控製櫃安裝的 CP2924 多點觸控控製麵板實現便捷操作。該框架提供圖形化診斷分析功能、與 MES 係統的標準化數據接口、過程監測功能等。
02
采用緊湊型高性能 I/O 模塊的控製解決方案
整套 MTS 係統控製技術與 Baumann 測試框架都運行在搭載 TwinCAT 3 軟件的 C6032 超緊湊型工業 PC 上。 Baumann 公司測量測試技術開發負責人 Heiko Hochmuth 解釋道：“C6032 的主要優勢在於其所需安裝空間極小且安裝方式靈活。對於 MTS 係統而言，安裝精度往往需要達到毫米級要求。”其同事，現任軟件測試係統部門主管的 Martin Lehmeier 補充道：“在軟件方麵，TwinCAT 3 為我們帶來了多重優勢，不僅提供強大的調試功能和豐富的功能選項，還支持多樣化的編程方式選擇（包括高級語言）。正是基於這些能力，我們才能成功構建出當前這套測試框架。”
EJ 係列 EtherCAT 插拔式模塊的應用為 Baumann 帶來了顯著優勢，Heiko Hochmuth 解釋道：“通過將 EJ 模塊安裝在客戶定製的信號分配板上，可構建極為緊湊的 I/O 組。其次，這些模塊省去了複雜的布線需求，從而避免接線錯誤及相關的故障排查，同時有效降低成本。所有 MTS 模塊都采用統一規格的信號分配板，並根據具體應用場景進行適配性配置。這在簡化倉儲管理的同時，仍保持了必要的靈活性。”
此外，他補充說明：相較於采用 EtherCAT 端子模塊的解決方案，該設計不再需要電纜槽，這有助於實現整個係統的緊湊設計。Hochmuth 指出，MTS 係統中所使用的各類 EtherCAT 插拔式模塊中充分彰顯了基於 PC 的控製係統所具備的高度靈活性，例如：
•EJ1101-0022 EtherCAT 耦合器，
•EJ1809 16 通道數字量輸入模塊，
•EJ1859 8 通道數字量輸入和 8 通道數字量輸出混合型模塊，
•EJ2809 16 通道數字量輸出模塊，
•EJ3104（4 通道，±10 V）和 EJ3202（2 通道，熱電阻）模擬量輸入模塊，
•EJ1904（4 通道數字量輸入）和 EJ2914（4 通道數字量輸出）TwinSAFE 模塊，以及
•EJ6002 2 通道通信接口（RS232/RS422/RS485）。
Heiko Hochmuth 表示，倍福 I/O 產品的另一大優勢在於 ELM 係列高精度測量端子模塊的應用：“在 MTS 係統中，我們主要采用 ELM 電壓測量端子模塊，其配置可根據具體應用場景適配 — 具備電氣隔離性能，最多可配置四個模擬量輸入通道，支持高達 ±1200 V 的寬電壓範圍測量。ELM 端duan子zi模mo塊kuai豐feng富fu的de功gong能neng選xuan項xiang及ji多duo元yuan測ce量liang能neng力li顯xian著zhu提ti升sheng了le我wo們men的de工gong作zuo效xiao率lv。此ci外wai，該gai模mo塊kuai還hai具ju備bei極ji高gao的de測ce量liang精jing度du，即ji便bian處chu於yu高gao溫wen環huan境jing，仍reng能neng保bao持chi穩wen定ding的de性xing能neng表biao現xian。
同(tong)時(shi)，用(yong)戶(hu)可(ke)通(tong)過(guo)可(ke)選(xuan)的(de)附(fu)加(jia)參(can)數(shu)實(shi)現(xian)靈(ling)活(huo)的(de)數(shu)據(ju)預(yu)處(chu)理(li)。如(ru)此(ci)強(qiang)大(da)的(de)功(gong)能(neng)集(ji)成(cheng)在(zai)一(yi)個(ge)高(gao)度(du)緊(jin)湊(cou)的(de)結(jie)構(gou)中(zhong)，可(ke)替(ti)代(dai)傳(chuan)統(tong)分(fen)立(li)式(shi)測(ce)量(liang)設(she)備(bei)，顯(xian)著(zhu)節(jie)省(sheng)空(kong)間(jian)與(yu)成(cheng)本(ben)，這(zhe)種(zhong)高(gao)效(xiao)設(she)計(ji)無(wu)疑(yi)會(hui)令(ling)測(ce)量(liang)工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)心(xin)動(dong)不(bu)已(yi)。”MTS 係統通過帶 ID 撥碼開關和診斷功能的 EtherCAT 耦合器 EKM1101 連接，主要使用以下測量端子模塊：
•ELM3002-0000（2 通道），專為靈活測量 20 mV 至 30 V 內的 11 種電壓量程而設計。
•ELM3002-0205（2 通道），用於電池和發電機的高壓測量，支持 ±60、360、600 和 1200 V 量程範圍，
•ELM3002-0000（4 通道），專為靈活測量 20 mV 至 30 V 內的 11 種電壓量程而設計，以及
•ELM3102-0100（2 通道），用於電壓和電流測量，支持 +60 V 至 -20 mV 和 ±20 mA 量程範圍，每個通道的采樣率高達 20 kSps。
除了 EJ 模塊（右）和 EL 係列 EtherCAT 端子模塊外， MTS 係統還采用了 ELM 係列高精度 EtherCAT 測量端子模塊（左）；圖示為 MDU 模塊中的情況
該緊湊型 I/O 層可按需擴展各類 EL 係列 EtherCAT 端子模塊。尤其是用於電力測量的 EL3443 3 通道模擬量輸入端子模塊（最大 480 V AC/DC，1 A）。它可以用於測量電流電壓值，以及有功功率、無功功率和視在功率及電能，同時支持功率因數（cosφ）、頻率、總諧波失真（THD）及諧波分析（最高 40 次諧波分析）。在 MTS 係統中，EL3443 實現了對並網發電狀態的詳細監測。
關於德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注於自動化新技術的德資企業，創立於 1980 年(nian)，總(zong)部(bu)位(wei)於(yu)德(de)國(guo)威(wei)爾(er)市(shi)。作(zuo)為(wei)全(quan)球(qiu)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)驅(qu)動(dong)者(zhe)，倍(bei)福(fu)定(ding)義(yi)了(le)自(zi)動(dong)化(hua)領(ling)域(yu)的(de)許(xu)多(duo)標(biao)準(zhun)，是(shi)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)的(de)製(zhi)定(ding)者(zhe)和(he)推(tui)動(dong)者(zhe)。公(gong)司(si)所(suo)生(sheng)產(chan)的(de)工(gong)業(ye) PC、現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控製係統，可為各個工控領域提供開放式自動化係統和完整的解決方案。經過 40 年的發展和努力，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構，加上全球的合作夥伴，業務遍及 70 多個國家和地區。
倍福於 1997 年進入中國市場，中國區總部落戶於上海市北高新產業園區，現有員工 300 人，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應用於風力發電、半導體、光伏太陽能、電子製造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網於 2014 年成為中國國家推薦性標準，並已入編工信部的《國家智能製造標準體係建設指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創新，在業內享有“創新引擎”的美譽。倍福基於 PC 的控製技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業通信協議，將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起，為實現工業 4.0 和智能製造奠定了堅實的技術基礎。
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