據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的報(bào)告，目前若全面復(fù)產(chǎn)，按每人每天1只口罩計(jì)算，至少需要每天5.3億只口罩，國(guó)內(nèi)2019年口罩的最大產(chǎn)能為2000萬只/天，無法滿足，加上疫情帶來的復(fù)工難，口罩機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)產(chǎn)能更是異常短缺，嚴(yán)重制約到口罩的及時(shí)供應(yīng)，不少企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)產(chǎn)口罩，以滿足需求。半導(dǎo)體企業(yè)也積極承擔(dān)責(zé)任，在各自領(lǐng)域攻堅(jiān)創(chuàng)新，加入到破解口罩產(chǎn)能難題的行列中，紫光同創(chuàng)經(jīng)過努力，率先推出了能夠有效提升口罩機(jī)產(chǎn)能的技術(shù)解決方案。
目前市場(chǎng)上供應(yīng)的口罩主要包括醫(yī)用外科口罩和N95口罩，生產(chǎn)工藝存在一定差異，從原理上來看，都是利用PLC、伺服電機(jī)等程序控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，由于口罩的生產(chǎn)涉及到張力控制、分切復(fù)合、裁切、成型、焊接、立式包裝等多個(gè)工藝，所以要求生產(chǎn)設(shè)備控制系統(tǒng)具有高響應(yīng)、高速通訊、高精度及高同步等特性，以滿足口罩機(jī)高速及穩(wěn)定的生產(chǎn)需求。
為了保障口罩機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，紫光同創(chuàng)聯(lián)合客戶共同推出了“內(nèi)置2核處理器+FPGA”架構(gòu)方案，該方案具備IEC61131標(biāo)準(zhǔn)與外部通訊處理引擎，可實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)引擎、模塊間高速同步通訊引擎，其采用EMMC+SD+USB3.0+DDR3加速內(nèi)存，內(nèi)置32路高速IO（16in/16out），以實(shí)現(xiàn)PAC運(yùn)行控制器的高速通訊。在方案中，紫光同創(chuàng)Compact系列低功耗CPLD起到IO拓展的關(guān)鍵作用，大幅提升了各指令的通訊速度和同步精度。
基于紫光同創(chuàng)PGC1KG CPLD的口罩機(jī)控制器單板
除此之外，想要實(shí)現(xiàn)最大的生產(chǎn)效率，還需要對(duì)口罩機(jī)伺服電機(jī)進(jìn)行多軸高速同步控制。相對(duì)傳統(tǒng)的脈沖方案，基于EtherCAT的高速以太網(wǎng)方案，可對(duì)多軸同步控制，除了提高口罩單位分鐘內(nèi)的生產(chǎn)數(shù)量，還具有高響應(yīng)定位特性，可大幅度提高口罩裁切及雙耳帶焊接精度，在提升生產(chǎn)效率的同時(shí)保證質(zhì)量。此外，采用全部EtherCAT多軸連接，還可以大幅度節(jié)省配線與故障排查時(shí)間，節(jié)約工時(shí)，滿足疫情期間的大面積口罩需求。
基于紫光同創(chuàng)FPGA的EtherCAT通訊方案，具備精確的主站DC，從站同步輸出達(dá)到40納秒的同步精度，更加突出了EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線的同步性能及高效性，大量減輕了處理器的負(fù)擔(dān)。
據(jù)悉，目前工業(yè)控制行業(yè)企業(yè)正在積極評(píng)估該方案，該方案即將啟用于全自動(dòng)口罩機(jī)中。紫光同創(chuàng)對(duì)外表示，將與產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同合作，協(xié)調(diào)大量研發(fā)和技術(shù)資源，借助FPGA芯片產(chǎn)品靈活可定制的特性，全力支持客戶優(yōu)化產(chǎn)品方案，為疫情防控提供高效的檢測(cè)、識(shí)別、分析及防護(hù)等支持。
