CAN-bus以其开发维护的低成本、高总线利用率、很远的传输距离(最远可达10Km)、高速的传输速率(最高可达1Mbps)、根据优先级的多主结构、可靠的错误检测和处理机制,全面弥补了传统RS-485网络的低总线利用率、单主从结构、无硬件错误检测的不足,使用户能组建起稳定、高效的现场总线控制系统,从而产生最大的实际价值。在起重设备等较恶劣应用环境中,由于Can-bus具有可靠的信号错误检测和处理机制,对于强干扰和无可靠接地的情况,仍能够较好地传输数据,而其硬件错误自检、多主站可冗余的特点,更是保证了控制设备的安全性。
Canopen是基于CAN-bus总线的开放式协议,由CiA协会管理,主要应用于车辆工业、工业机具、智能建筑、医疗器械、航海机具、实验室器材及研究领域,Canopen规范允许以广播方式传递讯息,也支持点对点收发数据,用户通过Canopen对象字典来执行网络管理、数据传输等操作。尤其是Canopen具有抗干扰及多主站应用特性,可以形成实际的主站冗余备份,而实现控制的更安全。
Canopen与其它的信号形式比较,其数据传递的更可靠,更经济通用,更安全(设备报错)。这些特性与其它输出的比较:并行输出信号—输出功率元件过多易损,芯线过多易断且电缆成本高;SSI输出信号—称为同步串联信号,距离远时或受干扰时,信号的延迟而使得时钟与数据信号不再同步,发生数据跳变;Profibus-DP总线信号—接地及电缆线要求高,成本过高,主站不可选性,且一旦总线连接关口或主站失效而造成整个系统的瘫痪等。以上这些在起重设备中的使用,有时可能是致命的,因此可以说Canopen信号在起重设备中使用具有其更可靠,更经济,更安全。
上海精浦机电的Canopen绝对值编码器,由于其信号输出的高速性,其在功能设置中,可设置编码器绝对值角度位置值与变化速度值一同输出,例如,前两个字节输出绝对值角度(可多圈)位置,第三个字节输出速度值,第四个字节输出加速度值(可选),这在起重设备纷纷应用变频器的情况下很有帮助,速度值可以作为变频调速的反馈,而位置值可以作为精确定位及同步控制,可以有速度与位置的双闭环控制,从而实现精确定位、同步控制、停车防摇摆、安全区域控制防碰撞、速度安全保护等,而Canopen的特有的多主站特性,可以实现接收控制器的主站冗余备份,备份控制器参数可设置在主控制器的后面,一旦主控制器系统失效,备份控制器可以承担起最后的安全保护控制,从而实现起重设备的各项安全性控制。
门机起重设备的大电机启动及户外使用,其编码器信号电缆长,相当于一根长天线,现场信号端的浪涌过压保护就很重要,过去用并行信号编码器或增量编码器,信号芯缆多,每路的浪涌过压保护很难实现,(大电机启动或雷击产生的浪涌电压),常常编码器信号有端口烧坏;而SSI信号为同步串联,如加入浪涌保护,信号传输延迟破坏了同步性而信号不稳定。Canopen信号是高速异步或广播发送,对于插入浪涌保护器没有太多的影响,故此,如果Canopen编码器及接收的控制器加入浪涌过压保护器,可以更安全的使用。
四.Canopen控制器PFC
由于Canopen信号的先进性与安全性,目前许多PLC厂家与控制器厂家纷纷加上了Canopen接口,以实现Canopen控制,例如施耐德、GE、倍福、贝加莱等等,Gemple的PFC控制器是基于Canopen接口的小型控制器,其包含内部32位的CPU单元、液晶显示与设置按键的人机操作界面,24点开关I/O与多路模拟量I/O,并具有2G的SD存储卡,可记录开机关机、程序事件记录,从而实现黑匣子记录功能,可故障分析及防止工人违规操作。
08年以来,各大著名品牌的PLC厂家近期都已经增加了Canopen接口或正在计划增加Canopen接口,无论是选择具有Canopen接口的PLC还是选择Gemple的PFC控制器,基于Canopen接口的控制将在起重设备的应用中逐渐成为主流。
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