XFC | 极速控制技术
XFC 极速控制技术基于高效的控制和通信架构：XFC 技术可以实现 I/O 响应时间 < 100 μs。
XFC 技术信息
控制性能跃上新台阶
倍福的 XFC 极速控制技术是一重全新理念的超高速控制解决方案：XFC 基于高效的控制和通信架构，包括高性能工业 PC、带有实时特性的超高速 I/O 端子模块、EtherCAT 高速工业以太网和 TwinCAT 自动化软件。采用 XFC 技术后，可以实现 I/O 响应时间 ≤ 100 μs。
XFC 代表着一种速度非常快且时间确定性非常高的控制技术，它包括控制领域所涉及到的所有硬件和软件组件：它包含了控制领域所涉及到的所有硬件和软件组件：优化的输入和输出组件，可以非常精确地检测信号或初始化任务；用作为超高速通信网络的 EtherCAT；高性能工业 PC；连接所有系统组件的 TwinCAT 自动化软件。
过去，控制周期时间一般都在 10-20 ms 左右，通信接口处于自由运行状态，导致准确性的精度不够,并影响过程信号。随着高性能工业 PC 控制器的实用性技术迅猛发展，周期时间可降至 1-2 ms，几乎缩减了 10 倍。因此，许多特殊控制回路可被移到中央控制器中，大大节省了成本，提高了智能化算法应用方面的灵活性。
XFC 则可以使响应时间再缩短 10 倍，即周期时间低至 100 μs，而不会对中央智能控制系统和相关的高性能算法产生任何影响。此外，XFC 技术不仅可以缩短周期时间，而且还可以提高时间精度和分辨率。
用户完全可以从提高设备品质及缩短响应时间的全新选择中获益。例如，预防性维护测试任务、空闲时间监视或部件质量文件归档等功能都可被轻松地集成到设备控制中，而无需额外使用昂贵的专用设备。
在实际的自动化解决方案中，并不是所有的任务都必须达到超高速或者高精度 — 很多任务仍然可以采用“普通的”解决方案进行处理。因此，XFC 技术不仅完全兼容已有的解决方案，而且还可以在相同的硬件和软件均中与已有的解决方案同时使用。
XFC 技术
在一个普通的离散式控制环路中，输入组件在某个特定时间获取实际数据，并通过通信组件将结果传输到控制系统。控制组件计算响应，输出组件将结果发送给设置值输出模块（输出组件），并发布给被控制系统处理。
控制过程的关键要素是：响应时间最小，实际值获取时间的确定（即，必须尽可能地精确计算时间），以及相应时间确定的设定值输出。从时域上看，通信和计算同时发生，却又互不相关。只要结果在输出单元中有效，并可持续到下一次输出，即要求 I/O 组件具备时间精度，而不是要求通信或者运算单元具备时间精度。
因此，EtherCAT 分布时钟代表基本的 XFC 技术，同时也是 EtherCAT 通信的一个通用组件。所有 EtherCAT 设备自身都配备了本地时钟，并通过 EtherCAT 通信自动连续地与其它所有时钟保持同步。通信运行时间偏差可以得到补偿，因此，通常情况下，所有时钟之间的最大偏差小于 100 ns。而且，分布式时钟的当前时间也被称作为系统时间，因为它可以始终在整个系统中有效。
通常，过程数据以其各自的数据格式传输（例如，一个数字量值用一个位来表示，一个模拟量值用一个字来表示）。因此，当传输记录时，过程记录的时间相关性在通信周期中是固定的。它表明时间分辨率和精度也会受到通信周期的限制。
除用户数据之外，时间戳数据类型还包含一个时间戳。该时间戳 — 一般采用普遍存在的系统时间表示 — 能够为过程记录提供高精度的时间信息。时间戳可以用于输入（例如，识别一个已发生事件的时间）和输出（例如，计时一个响应）。这样，例如，可以在切换输出时及时确定精确的点位置。该切换任务在执行时与总线周期无关。
时间戳端子模块每个总线周期可以执行一个切换任务或切换事件，而多时间戳端子模块每个周期最多可以执行 32 个切换任务或切换事件。
通常，过程数据在每一个通信周期中被准确地传输一次。与此相反，一个过程记录的时间分辨率直接取决于通信周期时间。只有缩短周期时间，才有可能获得更高的时间分辨率，但周期时间又往往受到相关的实际条件限制。
超采样数据类型能够实现在一个通信周期内对一个过程记录以及对包含在一个数组中随后产生的（输入）或之前已产生的（输出）所传输的所有数据进行多次采样。超采样系数描述了在一个通信周期中采样的次数，因此是 1 的倍数。即使是在一般的通信周期时间条件下，也可以轻松达到 200 kHz 的采样率。
I/O 组件中的采样触发受本地时钟控制（或全局系统时钟），因此，它可以使整个网络范围内的分布式信号之间的时间关系得以关联。
快速的物理响应要求相关联的控制系统具备相应的较短控制周期。只有当控制系统已经检测并处理一个事件时，才会产生一个响应。
传统的方法要达到 100 μs 的周期时间，需要依赖专用的、独立的控制器，这些控制器必须拥有直接控制的 I/O。这种方法有明显的缺陷，因为这些独立的控制器对系统总体而言只包含了极其有限的信息，而且也不能制定更高层次的决策。此外，参数重整定（例如加工新工件）也受到限制。另一个明显的缺陷是固定的 I/O 配置，一般情况下，不能对其进行扩展。
XFC 组件
为了实现上文阐述的 XFC 技术，必须要求相关的控制系统全面支持所有的硬件和软件组件，包括高速、时间确定的通信和 I/O，以及控制硬件。XFC 的一个重要组成部分是软件组件，它负责控制算法的快速处理和整个系统的优化配置。
倍福提供的专用 XFC 产品系列主要包括 5 个类别：EtherCAT 现场总线、由 EtherCAT 端子模块组成的 I/O 系统、工业 PC 硬件平台、伺服驱动器运动控制组件和 TwinCAT 控制软件。所有的组件都基于开放的标准，它表明任何一位工程师或程序员都可以开发基于标准组件的、高性能的高速控制解决方案（即，无需特殊硬件支持）。
产品
EL1202 | EtherCAT 端子模块，2 通道数字量输入，24 V DC，1 µs
EL1202 数字量输入端子模块采集现场设备中的二进制 24 V 控制信号，并以电气隔离的形式将这些信号传输到上层自动化单元。该 EtherCAT 端子模块有 2 个通道，每个通道都有一个 LED 用来指示其信号状态。
EL1252 | EtherCAT 端子模块，2 通道数字量输入，24 V DC，1 µs，时间戳
EL1252 数字量输入端子模块采集现场设备中的二进制 24 V 控制信号，并以电气隔离的形式将这些信号传输到控制器。该 EtherCAT 端子模块有 2 个通道，每个通道都有一个 LED 用来指示其信号状态。该端子模块给信号提供一个时间戳，该时间戳以 1 ns 的精度识别最后边沿改变的时间。通过此 XFC 功能可以精确、及时地跟踪信号特性，同时也能在整个系统中通过分布式时钟同步跟踪。有了这个功能，数字量输入或者编码器信号的同步通常就不再需要并行的硬件连线了。若与 EtherCAT 端子模块 EL2252（带时间戳的数字量输出端子模块）配套使用，通过 EL1252 可在相等的时间间隔下实现响应，很大程度上独立于总线周期时间。
EL1262 | EtherCAT 端子模块，2 通道数字量输入，24 V DC，1 µs，超采样
EL1262 数字量输入端子模块采集现场设备中的二进制 24 V 控制信号，并以电气隔离的形式将这些信号传输到控制器。该 EtherCAT 端子模块有 2 个通道，每个通道都有一个 LED 用来指示其信号状态。信号的采样周期是总线周期频率（每个总线周期 n 个子周期）的整数倍（超采样系数：n）。EtherCAT 端子模块为每一个子周期生成一个过程数据块，并且在下一个总线周期中被共同传输。端子模块的时间基可以通过分布式时钟与其它的 EtherCAT 设备实现精确同步。这个 XFC 过程使得数字量输入信号的时间分辨率增加到总线周期时间的 n 倍。
EP1258-0001 | EtherCAT 端子盒，8 通道数字量输入，24 V DC，1 µs，M8，时间戳
EtherCAT 端子盒 EP1258-0001 从处理层采集二进制控制信号，并以电气隔离的形式将这些信号传输到控制器。该端子盒给信号提供一个时间戳，该时间戳以 1 ns 的精度识别最后边沿改变的时间。通过此功能可以在事后精确跟踪信号，同时也能在整个系统中通过分布式时钟同步跟踪。有了这个功能，数字量输入或者编码器信号的同步通常就不再需要并行的硬件连线了。这样，通过 EP1258 可在相等的时间间隔下实现响应，很大程度上独立于总线周期时间。
EP1258-0002 | EtherCAT 端子盒，8 通道数字量输入，24 V DC，10 µs，M12，时间戳
EtherCAT 端子盒 EP1258-0002 从处理层采集二进制控制信号，并以电气隔离的形式将这些信号传输到控制器。该端子盒给信号提供一个时间戳，该时间戳以 1 ns 的精度识别最后边沿改变的时间。通过此功能可以在事后精确跟踪信号，同时也能在整个系统中通过分布式时钟同步跟踪。有了这个功能，数字量输入或者编码器信号的同步通常就不再需要并行的硬件连线了。这样，通过 EP1258 可在相等的时间间隔下实现响应，很大程度上独立于总线周期时间。
EL2202 | EtherCAT 端子模块，2 通道数字量输出，24 V DC，0.5 A，三态推挽输出
EL2202/EL2202-0100 数字量输出端子模块以电气隔离的形式将自动化设备中的二进制控制信号传输到过程级中的执行器上。由于该端子模块的输出延迟极小，因此它非常适用于要求高速输出响应的场合。EtherCAT 端子模块具有推挽输出，可主动切换为 24 V、0 V 或高阻态。EL2202-0100 包含两个通道。LED 指示灯显示每个通道的信号状态。
EL2252 | EtherCAT 端子模块，2 通道数字量输出，24 V DC，0.5 A，时间戳
EL2252 数字量输出端子模块以电气隔离的形式传输过程级中的二进制控制输出信号。通过调用分辨率为 1 ns 的时间戳，EtherCAT 端子模块的输出可被精确同步。这项技术能够精确定义整个系统的输出切换时间。分布式时钟可以用作为参照。若与 EL1252（带时间戳的数字量输入端子模块）配套使用，通过 EL2252 可在相等的时间间隔下实现响应，很大程度上独立于总线周期时间。每个输出端都可被切换到高阻态。
EL2262 | EtherCAT 端子模块，2 通道数字量输出，24 V DC，0.5 A，超采样
EL2262 数字量输出端子模块以电气隔离的形式传输过程级中的二进制控制输出信号。输出的控制周期是总线周期频率（每个总线周期 n 个微周期）的整数倍（超采样系数：n）。EtherCAT 端子模块在每个总线周期接收一个过程数据块，并且在下一个总线周期中输出。端子模块的时基可以通过分布式时钟与其它的 EtherCAT 设备实现精确同步。输出信号带有一个明显高于总线循环时间的脉冲串，并与系统时间基精确同步。这个过程使数字量输出信号的瞬时分辨率增加到总线周期时间的 n 倍。最大输出率为 1 MS/s。
EL3742 | EtherCAT 端子模块，2 通道模拟量输入，电流，0…20 mA，16 位，超采样
EL3742 模拟量输入端子模块用于测量 0 到 20 mV 范围内的信号。模数转换分辨率为16 位，以电气隔离的方式传输给控制器。EtherCAT 端子模块的输入通道为差分输入，并具有一个公共的内部地电位。信号的超采样周期是总线周期时间（每个总线周期有 n 个子周期）的整数倍（超采样系数：n）。EtherCAT 端子模块为每一个子周期生成一个过程数据块，并且在下一个总线周期中被收集和传输。端子模块的时基可以通过分布式时钟与其它的 EtherCAT 设备实现精确同步。这个过程使模拟量输入信号的瞬时分辨率增加到总线循环时间的 n 倍。若与 EL47xx（带超采样功能的模拟量输出端子模块）配合使用，例如，在超过阈值的情况下，可以实现等时间隔的响应。通过分布式时钟功能可以在几乎任何配置中让多个 EL3742 设备同步。每通道的最大采样率为 100 ksamples/s（100,000 samples/s）。
EL3702 | EtherCAT 端子模块，2 通道模拟量输入，电压，±10 V，16 位，超采样
EL3702 模拟量输入端子模块用于测量 -10 到 +10 V 范围内的信号。模数转换分辨率为16 位，以电气隔离的方式传输给控制器。信号的超采样周期是总线周期时间（每个总线周期有 n 个子周期）的整数倍（超采样系数：n）。EtherCAT 端子模块为每一个子周期生成一个过程数据块，并且在下一个总线周期中被共同传输。端子模块的时基可以通过分布式时钟与其它的 EtherCAT 设备实现精确同步。这个过程使模拟量输入信号的瞬时分辨率增加到总线循环时间的 n 倍。若与 EL47xx（带超采样功能的模拟量输出端子模块）配合使用，例如，在超过阈值的情况下，可以实现等时间隔的响应。
EL4732 | EtherCAT 端子模块，2 通道模拟量输出，电压，±10 V，16 位，超采样
模拟量输出端子模块 EL4732 用于输出 -10 到 10 V 范围内的电压。该端子模块的分辨率为 16 位，以电气隔离的形式将电压传输给处理设备。输出通道提供 1 个公共地电位。输出的超采样周期是总线周期时间（每个总线周期有 n 个子周期）的整数倍（超采样系数：n）。每个总线周期，EtherCAT 端子模块都会接收一组用于超采样输出的过程数据。端子模块的时基可以通过分布式时钟与其它的 EtherCAT 设备实现精确同步。这个过程使模拟量输出信号的瞬时分辨率增加到总线周期时间的 n 倍。若与 EL37xx（带超采样功能的模拟量输入端子模块）配合使用，例如，在超过阈值的情况下，可以实现等时间隔的响应。EL4732 设备每通道和每秒钟可输出最多 100,000 个值（100 ksamples/s）。
EL4712 | EtherCAT 端子模块，2 通道模拟量输出，电流，0 到 20 mA，16 位，超采样
模拟量输出端子模块 EL4712 用于输出 0 到 20 mA 范围内的电流。该端子模块的分辨率为 16 位，以电气隔离的形式将电压传输给处理设备。输出通道提供 1 个公共地电位。输出的采样周期是总线周期时间（每个总线周期有 n 个子周期）的整数倍（超采样系数：n）。每个总线周期，EtherCAT 端子模块都会接收一组用于超采样输出的过程数据。端子模块的时基可以通过分布式时钟与其它的 EtherCAT 设备实现精确同步。这个过程使模拟量输出信号的瞬时分辨率增加到总线周期时间的 n 倍。若与 EL37xx（带超采样功能的模拟量输入端子模块）配合使用，例如，在超过阈值的情况下，可以实现等时间隔的响应。EL4712 设备每通道和每秒钟可输出最多 100,000 个值（100 ksamples/s）。
AX8525 | Combined power supply and axis module
The AX8525 and AX8540 combined power supply and axis modules unite the function of an AX86xx power supply module with an AX81xx axis module in a single device. As a result, the AX-Bridge is not loaded by the axis current of the first axis and up to 50 A DC are available for additional axis modules. The power supply provides 80 A DC to the DC link and contains an internal brake resistor as well as a chopper for the connection of an external brake resistor. The integrated axis module with TwinSAFE safety functions is available with a rated current of 25 A or 40 A and can optionally be ordered with multi-feedback interface.
AX8540 | Combined power supply and axis module
The AX8525 and AX8540 combined power supply and axis modules unite the function of an AX86xx power supply module with an AX81xx axis module in a single device. As a result, the AX-Bridge is not loaded by the axis current of the first axis and up to 50 A DC are available for additional axis modules. The power supply provides 80 A DC to the DC link and contains an internal brake resistor as well as a chopper for the connection of an external brake resistor. The integrated axis module with TwinSAFE safety functions is available with a rated current of 25 A or 40 A and can optionally be ordered with multi-feedback interface.
AX8108 | Single-axis module
An axis module contains the DC link and the inverter for supplying the motor. Depending on the required number of axes, the axis modules are attached to the power supply module to form the multi-axis servo system. Axis modules with different ratings can be combined in order to enable an optimized design of the individual axes.
AX8118 | Single-axis module
An axis module contains the DC link and the inverter for supplying the motor. Depending on the required number of axes, the axis modules are attached to the power supply module to form the multi-axis servo system. Axis modules with different ratings can be combined in order to enable an optimized design of the individual axes.
AX8206 | Dual-axis module
An axis module contains the DC link and the inverter for supplying the motor. Depending on the required number of axes, the axis modules are attached to the power supply module to form the multi-axis servo system. Axis modules with different ratings can be combined in order to enable an optimized design of the individual axes.