在EtherCAT控制器领域,除CODESYS、TWINCAT及开源的IGH、SOEM外,商业版实时主站以更强性能占据重要地位,而广州致远电子股份有限公司的ZMC60E、ZMC600E、ZMC900E、ZMC900E-Lite系列EtherCAT主站控制器,正是商业版中的翘楚。
该系列依托多元内核架构适配不同需求,如ZMC900E以多核异构设计实现高算力,ZMC60E精简适配小型场景;还具备丰富接口与卓越通信能力,搭载商业授权EtherCAT协议栈,保障高速低抖动传输。同时支持开放二次开发,可深度定制方案,广泛应用于工业机器人、储能、医疗设备等领域,为各行业工业自动化升级提供稳定高效的核心控制支撑。
该系列控制器最显著的优势在于其多元内核架构,能够精准满足不同场景下的性能诉求,覆盖从中小型设备到大型复杂系统的全需求范围。其中,ZMC600E作为中端性能代表,以双Arm® Cortex®-A53核搭配4核R5F为核心,采用64位架构设计,主频高达1GHz。在功能分工上,Cortex-A53核专注于复杂应用数据处理,如多设备协同控制逻辑运算;Cortex-R5F核则负责保障实时任务响应,确保控制指令无延迟执行,再配合1GB DDR4内存与4GB eMMC存储,使其运算速度与数据存储能力大幅提升,能够轻松驾驭关节机器人复杂动作控制、3C设备精密组装、高速包装设备等对实时性与运算力要求严苛的任务,为中端自动化生产线提供稳定可靠的算力支持。
ZMC60E则是在ZMC600E基础上进行针对性优化裁剪的产品,在保留核心控制功能的同时,精简了部分非必要IO资源,从而形成小巧灵活、高效稳定的产品特性。它采用高集成度电路设计,体积较ZMC600E大幅缩小,能够轻松适配生产车间角落、小型设备内部等狭小安装空间。在硬件配置上,尽管IO资源经过精简,但依然保留了小型自动化系统运行所需的核心接口:1路专用EtherCAT接口,可确保与从站设备的高速数据交互,保障控制指令精准传达;2路通用以太网接口,支持TCP/IP协议,便于实现设备联网管理与远程监控,方便工作人员在中控室实时掌握设备运行状态;适量的数字量输入输出接口,可直接连接传感器与执行器,实现现场信号的快速采集与设备动作控制。这种高适配性设计,使其成为空间受限场景下的理想选择,广泛应用于小型纺织机械、实验室自动化装置、小型包装设备等小型设备或简易生产线,为轻量化自动化需求提供高性价比解决方案。
作为系列中的高性能旗舰型号,ZMC900E的性能堪称行业标杆。它采用4+1个64位Arm® Cortex®-A55核(主频2GHz),配合3个Cortex-R5F内核(主频800MHz),通过多核异构协同运作模式,将数据处理与实时控制能力提升至顶尖水平。在面对工业机器人集群控制、大规模自动化生产线同步运行、高端特种机床高精度加工等高复杂度、高负载的工业控制场景时,ZMC900E能够轻松应对海量数据运算与多设备同步调度需求,确保整个系统在24小时高强度运行下依旧保持稳定高效,有效避免因算力不足导致的生产中断,为大型企业高端制造生产线提供强有力的技术保障。
ZMC900E-Lite则定位为ZMC900E的主控板产品,完整继承了ZMC900E的高性能内核架构,即4+1个64位Arm® Cortex®-A55核(主频2GHz)及3个Cortex-R5F内核(主频800MHz),确保核心运算能力与实时控制性能不打折扣。在此基础上,它最大的亮点在于具备高度灵活的I/O配置特性,客户可根据自身设备的实际功能需求,自由调整数字量输入输出接口数量,比如根据传感器与执行器数量增减接口;选择适配的通信接口组合,如根据设备联网需求增减CAN、RS485接口数量;还能灵活配置以太网端口功能,实现数据传输优先级设置等个性化操作。这种定制化设计,既满足了不同行业、不同应用场景对I/O资源的差异化需求,又以更具性价比的方案,为人形机器人、机器人狗、锂电池生产设备、非标自动化装备等新兴领域提供了高性能且适配性强的控制解决方案,助力行业创新产品快速落地。
在接口配置方面,系列产品同样展现出丰富灵活的特点,能够灵活适配不同复杂度的自动化系统。ZMC600E除1路专用EtherCAT口外,还配备3路通用以太网(含1路千兆网口),可同时连接多台设备,拓宽网络通信渠道;2路CAN、2路RS485接口,能够适配工业现场常见的总线设备,如变频器、伺服驱动器;1路TF卡接口,可用于存储设备运行日志、参数配置文件等数据;1路USB3.0 Host接口,方便外接鼠标、键盘、U盘等设备,提升调试与数据传输便利性;16路DI数字输入、16路DO数字输出,可直接对接各类传感器与执行器,减少中间转接模块;2路正交编码器接口,能够进一步提升设备位置检测与控制精度,全方位满足自动化设备多样化的接口连接需求。
ZMC60E虽精简了IO资源,但核心接口配置足以满足小型自动化系统通信与控制需求,除上述的EtherCAT口、以太网接口和数字量接口外,还预留了必要的扩展接口,如模拟量输入输出扩展接口,方便用户后期根据生产需求升级功能,实现设备性能拓展。其接口布局采用紧凑化设计,在保证设备连接便利性的同时,最大限度节省安装空间,充分体现了小巧灵活的设计理念,完美适配小型设备的安装需求。
ZMC900E的接口配置则更注重高效性与功能性,1路专用EtherCAT口、3路通用以太网、1路CAN FD(支持更高数据传输速率)、1路RS485,多接口协同工作,确保数据传输的高速与稳定,满足大规模设备组网需求;1路TF卡、1路USB3.0 Host接口,延续了数据存储与设备扩展功能;新增的1路HDMI接口,方便连接显示器进行参数设置与设备调试,工作人员可直接在现场查看设备运行数据与控制界面,提升调试效率;16路DI数字输入、16路DO数字输出,为设备控制提供充足的信号接入与输出通道,能够从容应对复杂自动化系统的接口部署,减少因接口不足导致的设备扩展受限问题。
ZMC900E-Lite则在接口配置上给予客户高度自主权,除固定的核心通信接口(如EtherCAT口、基础以太网口)外,用户可根据项目实际需求,灵活调整各类I/O接口数量与类型,无论是需要增加数字量输入以接入更多位置传感器,还是扩展通信接口实现多设备组网控制,都能通过定制化配置轻松实现,为不同规模、不同工艺要求的自动化项目提供灵活且高效的接口解决方案,避免资源浪费的同时,确保接口配置与项目需求高度匹配。
在通信能力上,ZMC系列控制器均搭载商业授权的先进EtherCAT协议栈,在工业级通信性能上表现卓越,能够保障系统内各设备高效协同运行。其中,ZMC600E的商业授权EtherCAT协议栈支持Time-Triggered Send(TTS)硬件去抖动方式,通过硬件层面的信号优化,有效消除周期报文传输过程中的信号抖动,极大提升通讯实时性,确保控制指令能精准、及时地传达至从站设备,实现设备间的无缝协同,在高速、高精度的自动化生产中,如3C产品精密焊接、电子元件高速分拣场景中表现出色,有效提升产品加工精度与生产效率。
ZMC60E尽管硬件资源有限,但凭借优化的通信架构与轻量化实时操作系统,依然能够实现稳定、高效的EtherCAT通信。其内置的通信模块经过工程师精心调校,数据传输误码率低、稳定性高,能够保障小型自动化系统中各设备间数据的快速交互,如传感器采集的温度、压力数据可实时传输至控制器,控制器即时下发调整指令,使系统协同工作流畅无阻。无论是在实时性要求较高的信号采集场景,还是在需要快速响应的控制指令传输过程中,ZMC60E都能出色完成任务,为小型设备的稳定运行提供有力支撑,避免因通信延迟导致的生产误差。
ZMC900E依托高性能内核与深度优化的实时操作系统,在EtherCAT通信方面实现了质的飞跃,数据传输速率快、稳定性强,且信号抖动极小,能够为大规模、高复杂度自动化生产线上的数十台甚至上百台设备提供同步运行支撑,确保所有设备按照统一节拍执行动作,如汽车焊接生产线中,多台机械臂同步完成车身焊接动作,保障整个生产系统的高效、稳定运行,有效提升生产节拍与产品合格率。
ZMC900E-Lite同样具备优秀的通信性能,完整继承了ZMC900E的EtherCAT协议栈与通信优化技术,在保证数据传输高速、稳定、低抖动的同时,还能凭借灵活的I/O配置,进一步优化通信链路。例如,根据设备分布情况调整通信接口位置,减少信号传输距离,降低信号衰减;根据数据重要性设置传输优先级,确保关键控制指令优先传输,从而适配不同设备的通信需求,实现更高效的设备间协同工作,为定制化自动化项目提供灵活的通信解决方案。
为助力企业实现技术创新与产品差异化,ZMC系列控制器还提供开放的开发环境,配备开放的API接口,支持C、C++、Python等多种主流编程语言,同时支持二次开发集成工艺算法。无论是复杂的运动控制算法,如机器人轨迹规划算法;还是独特的工业应用逻辑,如锂电池充放电控制逻辑,开发者都能通过开放接口轻松将其融入控制器中,深度定制符合企业生产工艺的自动化系统。设备制造商可将自身积累的独特工艺经验固化到控制系统中,将核心知识产权牢牢掌握在手中,避免技术泄露,同时还能根据不同行业、不同客户的个性化需求,快速定制专属自动化解决方案,如为食品加工企业定制符合卫生标准的自动化生产线控制程序,为电子制造企业定制高精度检测控制方案,有效提升产品附加值与市场竞争力,帮助企业在激烈的市场竞争中脱颖而出。
凭借出色的性能与灵活的配置,ZMC系列EtherCAT主站控制器已在众多行业中实现广泛应用,成为赋能各行业智能化升级的核心设备。在工业机器人领域,ZMC系列控制器凭借强大的运算能力与精准的实时控制,能够精准调控多关节工业机器人的复杂动作,如机械臂抓取、旋转、装配等连贯动作,确保机器人在物料搬运、焊接、装配等工序中动作流畅、定位精准,定位误差可控制在毫米级以内,大幅提升工业生产的效率与产品质量。在协作机器人应用场景中,由于需要与人安全、高效地协同作业,ZMC系列控制器凭借快速的数据处理能力与稳定的通信性能,可实现协作机器人对外部环境变化的迅速响应,例如在3C产品组装车间,协作机器人能根据工人手势指令调整动作,精准配合工人完成手机屏幕贴合、零部件安装等精细组装任务,有效提高生产柔性与效率,降低人工劳动强度。在新兴的人形机器人领域,ZMC控制器的高性能内核与丰富接口,能够为人形机器人复杂的动作控制与多传感器融合提供有力支持,使人形机器人在服务、科研、特殊作业等场景中实现更自然、灵活的动作表现,如在科研实验室中,人形机器人可在ZMC控制器的控制下,完成试剂配比、实验器材操作等复杂实验操作,助力科研工作高效开展。
电池化成是锂电池生产过程中的核心工序,对充放电参数的精确控制以及对电池状态的实时监测要求极高,参数偏差可能导致电池性能衰减或存在安全隐患。ZMC控制器通过精准的实时控制能力,可精确调节充放电电流、电压与时间,将参数控制精度控制在微伏、微安级别,确保电池在化成过程中性能稳定、一致性高。同时,凭借丰富的接口,ZMC控制器可连接温度传感器、内阻测试仪等各类设备,实时采集电池温度、内阻等关键数据,再利用强大的运算能力对数据进行分析处理,一旦发现电池温度异常升高、内阻突变等情况,立即触发保护机制,调整充放电参数或停止作业,保障电池化成的质量与安全性,为锂电池等新能源电池产业的高质量发展提供技术保障。

