Danaher ZMP-SYNQNET-PCI 是Danaher Motion(丹纳赫传动,现隶属于Fortive集团旗下,其运动控制业务与Delta Tau Data Systems技术紧密相关)推出的一款基于PCI总线的高性能运动控制网络主站卡。它专为需要多轴、高精度、硬实时同步的复杂运动控制系统设计,是连接PC主控制器与下游伺服驱动器的核心“神经中枢”。
应用场景:
在一条精密电子组装生产线上,一台由PC控制的十轴高速贴片机,需要同时协调多个直线电机模组、旋转工作台和飞行视觉相机进行毫秒级的同步动作。任何通信延迟或抖动都会导致贴装精度超标。此时,工控机中插入的 Danaher ZMP-SYNQNET-PCI 卡成为系统核心。它通过SynqNet 高速实时运动网络,将PC上运行的复杂轨迹规划指令,以小于1微秒的确定性和几乎为零的抖动,同时分发给10个轴的科尔摩根 伺服驱动器。这不仅实现了所有轴在高速启停下的完美同步,更通过其网络化的拓扑结构,大幅简化了传统脉冲/模拟量系统复杂的布线,将系统的整体定位精度和长期稳定性提升了数倍,满足了消费电子产品日益严苛的装配要求。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | ZMP-SYNQNET-PCI |
制造商 | Danaher Motion (代表其高端运动控制产品线) |
产品类别 | 运动控制网络主站接口卡(PCI插槽式) |
核心网络 | SynqNet (IEEE-1394物理层, 基于以太网的实时协议) |
总线接口 | 32-bit, 33/66 MHz PCI, 兼容标准工业PC |
网络端口 | 2个独立的SynqNet 端口(RJ45接口),支持环形、星形、线形拓扑 |
控制性能 | 支持高达64个伺服轴/节点的同步控制,刷新率可达8 kHz |
同步精度 | 网络时钟同步抖动 < 1 微秒,确保多轴严格同步 |
通信带宽 | 100 Mbps 全双工, 高带宽用于传输位置、速度、转矩指令及全量反馈数据 |
关键特性 | 硬实时、确定性网络、支持全闭环反馈、内置安全功能(如STO网络化) |
配套软件 | Delta Tau PMAC/PMAC2 系列运动控制核心或第三方支持SynqNet 的软件 |
操作系统 | 支持 Windows (带实时扩展, 如RTX)、Linux RT 等 |
环境适应 | 适用于标准工控机环境, 0-55°C |
技术原理与创新价值:
创新点1:基于“硬实时”和“确定性”的SynqNet网络架构。 ZMP-SYNQNET-PCI 的核心价值在于它完美承载了SynqNet 协议。该协议在标准以太网物理层上实现了严格的时间分割多路访问(TDMA)机制。网络上的所有节点(主站卡和从站驱动器)基于一个精密的全局时钟同步通信,每个节点在固定的时间窗口内收发数据,完全避免了数据包冲突和随机延迟(抖动)。这解决了传统以太网(如EtherNet/IP或Profinet的IRT模式)在极端高动态、多轴同步场景下仍可能存在的微小不确定性问题,为高端机床、半导体设备和精密测试设备提供了无与伦比的同步性能基础。
创新点2:“全数据”传输与集中式智能控制。 与仅传输指令的简单总线不同,SynqNet 通过 ZMP-SYNQNET-PCI 在每一个控制周期内,在主站和所有从站之间双向传输完整的伺服环数据,包括指令位置/速度/转矩、实际位置/速度/转矩、电机电流、驱动器状态及各类报警信息。这使得PC上的运动控制器(如基于Delta Tau PMAC 内核)能够实现真正的全闭环、全状态控制,并在一个统一的软件环境中完成所有轴的轨迹规划、伺服调整、误差补偿和高级诊断,极大地提升了系统性能和开发效率。
创新点3:网络化拓扑带来的系统级高可靠性与可扩展性。 该卡的双端口设计支持构建冗余的环形网络拓扑。当网络电缆在某一点意外断开时,数据会自动从另一方向传输,确保系统通信不中断,极大地提升了生产设备的可用性。此外,增加新的运动轴或I/O站变得极其简单——只需将新设备接入网络环中,并在软件中配置即可,无需更改复杂的硬件布线,这为设备制造商提供了前所未有的设计灵活性。
应用案例与行业价值:
案例一:多轴激光切割与微加工系统。 一家为航空航天业提供精密零件的公司,其激光加工系统需要控制8个轴进行复杂的5轴联动空间曲线切割,同时对激光功率进行同步调制。采用 Danaher ZMP-SYNQNET-PCI 卡配合科尔摩根 直接驱动旋转平台和直线电机,构建了SynqNet 控制网络。系统实现了纳米级插补精度和激光开关与位置的μs级同步。客户总工评价:“ZMP-SYNQNET-PCI 带来的网络确定性,让我们真正相信软件里的轨迹就是设备实际走出的轨迹。它消除了我们对通信延时的所有顾虑,使得加工超复杂曲面成为可能,产品质量达到了全新的高度。”
案例二:高端半导体晶圆探针测试台。 在芯片测试中,探针台需要以极高的速度和重复定位精度(亚微米级)将数百个探针同时对准晶圆上的焊盘。系统集成了多个精密直线轴、旋转轴和视觉伺服。基于 ZMP-SYNQNET-PCI 的SynqNet 系统,不仅同步了所有运动轴,还将高分辨率视觉相机的触发与图像采集信号也纳入了同一个硬实时网络时钟。这使得“看到-定位-移动-测试”的整个循环时间缩短了35%,测试吞吐量大幅提升,为客户在激烈的芯片竞争中赢得了宝贵的时间。


相关产品组合方案:
Danaher/科尔摩根 S700 系列伺服驱动器: 原生支持SynqNet 接口的旗舰型驱动器,是 ZMP-SYNQNET-PCI 最理想的从站节点。
Delta Tau Turbo PMAC2 运动控制器: 与 ZMP-SYNQNET-PCI 卡结合,构成“PC+运动控制卡”的顶级解决方案,提供强大的轨迹计算和PLC功能。
SynqNet 网络交换机/集线器: 如 SMH-5,用于扩展网络节点,构建更复杂的星形或混合拓扑。
National Instruments 运动控制卡(如 NI PCI-735x): 在需要与NI LabVIEW 和CompactRIO 生态深度集成的应用中,可作为替代技术路线。
贝加莱(B&R) Automation PC + ACOPOSmulti 驱动器: 采用POWERLINK 实时以太网,是另一种高端多轴同步解决方案,可作为架构选型对比。
三菱电机 MELSEC iQ-R 运动控制模块: 在日系PLC为核心的系统中,提供高性能的多轴同步控制。
欧姆龙 NJ/NX 系列机器控制器: 集成EtherCAT 主站功能,在要求确定性和成本平衡的场合是强有力的竞争者。
HBM GEN7t 扭矩传感器及其接口: 在需要实时高精度扭矩反馈的研发或测试设备中,其信号可通过附加模块集成到 SynqNet 网络中进行同步采集。
安装维护与全周期支持:
ZMP-SYNQNET-PCI 的安装需打开工控机箱,将其牢固插入一个可用的PCI插槽(确保为33/66 MHz兼容)。物理安装相对简单,核心在于软件配置。用户需安装相应的设备驱动程序和运动控制开发环境(如Delta Tau 的PEWIN 软件)。网络布线需使用高质量的CAT5e或以上网线,并严格按照SynqNet 的环形或线形拓扑要求连接,终端电阻的设置至关重要。
日常维护主要是保证工控机和网络设备的良好散热与清洁。通过配套软件可以实时监控网络负载、每个节点的通信状态及错误计数器,这是预防性维护的关键。常见的网络问题(如断线、干扰)通常会在软件中产生明确的报警,并可通过检查物理连接、更换网线或端口来排查。